张金利

（中国电子科技集团公司第13研究所，石家庄 050051）

1 引言

陶瓷材料作为一种高性能材料，在高可靠性需求领域如军用电子、航空航天电子、商业上的高端处理器等，得到广泛的应用[1]。受芯片技术发展的驱动，应用于大规模和超大规模集成电路芯片的陶瓷封装外壳的封装密度需要进一步提高。在制造技术（冲孔技术、线条技术等）一定的情况下，封装密度的增加直接导致大尺寸多腔体陶瓷外壳的出现。同时，高密度大尺寸封装外壳的需求也将给原有的可靠性技术带来进一步的挑战。一方面可以通过合理的结构设计来减小应力集中，另一方面可以通过提高结构强度增加抗破坏能力，而增强结构强度为提高可靠性的根本方法。

陶瓷是一种脆性材料，在应力作用下会产生脆性断裂，其特点是受到缺陷的控制[2]。材料内部或表面存在的各种缺陷可以视作不同性质的断裂源，材料在某一外加应力作用下发生断裂的概率将取决于缺陷的物理尺寸和受力状态。

陶瓷封装外壳采用多层陶瓷工艺，在加工过程中，腔体的形成需要经过冲孔和热切等机械成型工艺。在这些工艺中，工艺过程会对生瓷表面造成一定的损伤，这些损伤在经过烧结后会有部分保留下来，成为陶瓷封装外壳的表面缺陷，对断裂强度造成影响[3]。

图1 典型大腔体陶瓷外壳工艺流程

因此，研究工艺过程对陶瓷封装外壳断裂强度的影响机理和提高强度的加工方式对于提高陶瓷封装外壳可靠性是至关重要的。……