CN105880859A - 一种可调AuSn合金组分的热沉 - Google Patents

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Abstract

一种可调AuSn合金组分的热沉，属于半导体器件制造领域。其结构为自下而上依为热沉层(1)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)；通过在Au80Sn20合金层上蒸镀一层一定厚度的锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层的方式，调节金锡合金的组分。

Description

一种可调AuSn合金组分的热沉
技术领域
一种可调AuSn合金组分的热沉，属于半导体器件制造领域，涉及一种可调AuSn合金组分的热沉及制备工艺。
背景技术
金锡合金焊料主要应用于微电子、光电子行业，其常用形态为预成型片、焊环、焊丝、焊膏等，其中预成型片和焊环应用最为广泛。随着电子封装技术的不断发展，对AuSn合金的制备工艺提出了更高的要求。
Au80Sn20焊料在常温下是由Au和Sn两种脆性极大的金属间化合物组成，Au和Sn的比例为80％和20％，具有焊接接头剪切强度高、热导率高、漫流性好、优良的抗疲劳和抗腐蚀等许多优良特性，因此被广泛应用在微电子器件、光电子器件封装中。金锡合金的熔点在共晶温度附近对成分是非常敏感的，当金的重量比大于80％时，随着金的增加，熔点会急剧提高，更重要的是合金特性随着金比例的提高发生改变。而被焊件往往都有镀金层，在焊接过程中镀金层的金会浸入焊料。在过厚的镀金层、过薄的预成型焊片、过长的焊接时间下都会使浸析入焊料的金增加而使熔点上升，这会严重影响Au80Sn20焊料的特性，从而严重影响了器件的工作性能和寿命。
发明内容
为了解决上述由于焊接过程中，半导体器件的电极镀金层的金会浸入焊料，以及由于镀金层过厚、预成型焊片过薄、焊接时间过长导致浸析入焊料的金增加，使Au80Sn20焊料的金的重量比增加，严重影响了Au80Sn20焊料的特性的问题，本发明提供了一种Au80Sn20合金焊料分布结构，可以有效地控制金锡合金的组分，提高了器件的工作性能和寿命。
为了实现上述目的，本发明提供了一种可调AuSn合金组分的热沉，该热沉的结为自下而上依次为热沉层(1)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4)；粘合层(2)在热沉(1)的上方，Au80Sn20合金层(3)在粘合层(2)的上方，一定厚度的锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)在Au80Sn20合金层(3)的上方。
所述的热沉层(1)采用具有散热能力的热沉材料，热沉材料为铜或钨铜或钼铜或陶瓷材料或金刚石或Si或SiC或AlSiC或CuW90或CuW55。
所述粘合层(2)为具有粘合能力的材料，为钛或铂或金材料。
所述Au80Sn20合金层(3)为金和锡重量百分含量为80％和20％的金锡合金材料层。
所述锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)为锡或含锡比例比Au80Sn20高的金锡合金材料，锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4)为任意厚度，厚度根据需要进行调控，低金锡层的金锡含量比例也可根据需要调节，通过蒸镀实现。
Au80Sn20合金层(3)和含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)均是分步蒸渡而得，先蒸渡一层锡，在锡的表面蒸镀一层金。
一种可调AuSn合金组分的热沉，其制备过程包括如下，
S1对热沉层(1)进行清洗处理，从而去除热沉层(1)表面的氧化物，清洗完后用去离子水冲洗；
S2将清洗处理完的热沉层(1)放置蒸发台上，在热沉层(1)的表面蒸镀一层粘合层(2)；
S3在蒸镀好粘合层(2)的表面蒸镀一层锡；
S4在S3中的锡的表面蒸镀一层金，形成Au80Sn20合金层(3)；
S5在S4中得到的Au80Sn20合金表面蒸镀一定厚度的锡层或含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)。含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)的蒸镀方法也是分步蒸渡，与Au80Sn20合金层(3)一样。
本发明的有益效果是：在金锡合金层上方加一层一定厚度的锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层材料，材料的厚度可以为1微米-2微米等任意厚度，这样便可以有效地调节金锡合金的组分。
附图说明
图1：本发明的主视图。
图2：实施效果图。
图3：本发明的立体图。
图中：1、热沉，2、粘合层，3、金锡合金层，4、一定厚度的锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层。
具体实施方式
本发明提供的一种可调金锡合金组分的热沉，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
一种可调AuSn合金组分的热沉：为自下而上依为热沉层(1)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)。
S1对铜热沉(1)进行清洗处理，从而去除铜热沉(1)表面的氧化铜，清洗完后用去离子水冲洗；
S2将清洗处理完的铜热沉(1)放置蒸发台上，在铜热沉(1)的表面蒸镀一层金；
S3在蒸镀好金的铜热沉金层表面蒸镀一层锡；
S4在锡的表面蒸镀一层金，形成金锡合金层Au80Sn20；
S5在金锡合金表面蒸镀一定厚度的锡层或含锡比例比Au80Sn20高的金锡层。

Claims (8)

1.一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，该热沉的结为自下而上依次为热沉层(1)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4)；粘合层(2)在热沉(1)的上方，Au80Sn20合金层(3)在粘合层(2)的上方，锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)在Au80Sn20合金层(3)的上方。
2.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，热沉层(1)采用具有散热能力的热沉材料，热沉材料为铜或钨铜或钼铜或陶瓷材料或金刚石或Si或SiC或AlSiC或CuW90或CuW55。
3.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，粘合层(2)为具有粘合能力的材料，为钛或铂或金材料。
4.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，Au80Sn20合金层(3)为金和锡重量百分含量为80％和20％的金锡合金材料层。
5.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，所述锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)为锡或含锡比例比Au80Sn20高的金锡合金材料。
6.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4)为任意厚度，厚度根据需要进行调控，低金锡层的金锡含量比例也可根据需要调。
7.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，Au80Sn20合金层(3)和含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)均是分步蒸渡而得，先蒸渡一层锡，在锡的表面蒸镀一层金。
8.权利要求1-7任一项所述的可调AuSn合金组分的热沉得制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1对热沉层(1)进行清洗处理，从而去除热沉层(1)表面的氧化物，清洗完后用去离子水冲洗；
S2将清洗处理完的热沉层(1)放置蒸发台上，在热沉层(1)的表面蒸镀一层粘合层(2)；
S3在蒸镀好粘合层(2)的表面蒸镀一层锡；
S4在S3中的锡的表面蒸镀一层金，形成Au80Sn20合金层(3)；
S5在S4中得到的Au80Sn20合金表面蒸镀一定厚度的锡层或含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)。含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)的蒸镀方法也是分步蒸渡，与Au80Sn20合金层(3)一样。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106602401A (zh) * 2017-02-28 2017-04-26 广东工业大学 用于高功率半导体激光器的热沉以及制备方法
CN109628885A (zh) * 2018-12-23 2019-04-16 苏州晶鼎鑫光电科技有限公司 一种基于陶瓷的预置金锡焊料制作方法
CN114289867A (zh) * 2021-12-29 2022-04-08 中红外激光研究院(江苏)有限公司 一种激光增益介质与热沉的低温焊接方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3181935A (en) * 1960-03-21 1965-05-04 Texas Instruments Inc Low-melting point materials and method of their manufacture
JPH01239982A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Seiko Epson Corp 半導体レーザの実装方法
JPH0366191A (ja) * 1989-08-03 1991-03-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
CN1600495A (zh) * 2004-10-27 2005-03-30 新磊微制造股份有限公司 导体接合方法及应用其中的锡金焊料结构
CN101182642A (zh) * 2007-12-18 2008-05-21 长春理工大学 一种电镀结合真空镀膜制备Au-Sn合金焊料的方法
CN103170765A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种金锡合金焊料制备方法
CN103205710A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 郑州大学 用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料
CN103264202A (zh) * 2012-12-27 2013-08-28 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种钎焊层预淀积方法
CN104104009A (zh) * 2014-07-08 2014-10-15 北京工业大学 一种p型金属电极制备焊料的半导体激光器
CN104966705A (zh) * 2015-07-13 2015-10-07 北京工业大学 一种半导体器件散热模块的焊料分布
CN206065704U (zh) * 2016-04-19 2017-04-05 北京工业大学 一种可调AuSn合金组分的热沉

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3181935A (en) * 1960-03-21 1965-05-04 Texas Instruments Inc Low-melting point materials and method of their manufacture
JPH01239982A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Seiko Epson Corp 半導体レーザの実装方法
JPH0366191A (ja) * 1989-08-03 1991-03-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
CN1600495A (zh) * 2004-10-27 2005-03-30 新磊微制造股份有限公司 导体接合方法及应用其中的锡金焊料结构
CN101182642A (zh) * 2007-12-18 2008-05-21 长春理工大学 一种电镀结合真空镀膜制备Au-Sn合金焊料的方法
CN103205710A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 郑州大学 用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料
CN103264202A (zh) * 2012-12-27 2013-08-28 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种钎焊层预淀积方法
CN103170765A (zh) * 2013-03-05 2013-06-26 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种金锡合金焊料制备方法
CN104104009A (zh) * 2014-07-08 2014-10-15 北京工业大学 一种p型金属电极制备焊料的半导体激光器
CN104966705A (zh) * 2015-07-13 2015-10-07 北京工业大学 一种半导体器件散热模块的焊料分布
CN206065704U (zh) * 2016-04-19 2017-04-05 北京工业大学 一种可调AuSn合金组分的热沉

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
乔忠良: "高亮度大功率半导体激光器研究", 《中国博士学位论文全文数据库（信息科技辑）》 *
周涛等: "金锡焊料及其在电子器件封装领域中的应用", 《电子与封装》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106602401A (zh) * 2017-02-28 2017-04-26 广东工业大学 用于高功率半导体激光器的热沉以及制备方法
CN109628885A (zh) * 2018-12-23 2019-04-16 苏州晶鼎鑫光电科技有限公司 一种基于陶瓷的预置金锡焊料制作方法
CN114289867A (zh) * 2021-12-29 2022-04-08 中红外激光研究院(江苏)有限公司 一种激光增益介质与热沉的低温焊接方法

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