CN109967872A - 一种半导体激光焊接方法及其焊接结构 - Google Patents

一种半导体激光焊接方法及其焊接结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109967872A
CN109967872A CN201910329501.7A CN201910329501A CN109967872A CN 109967872 A CN109967872 A CN 109967872A CN 201910329501 A CN201910329501 A CN 201910329501A CN 109967872 A CN109967872 A CN 109967872A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solder
resin
metal
lead portion
pin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910329501.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109967872B (zh
Inventor
陈洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Fu Tang Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Fu Tang Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Fu Tang Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Fu Tang Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201910329501.7A priority Critical patent/CN109967872B/zh
Publication of CN109967872A publication Critical patent/CN109967872A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109967872B publication Critical patent/CN109967872B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Abstract

本发明提供了一种半导体激光焊接方法及其焊接结构，本发明使用激光活化金属络合物或者激光熔融可焊金属颗粒，实现焊料的保护，防止焊料的氧化，且能够保证焊料的润湿性；其既可以解决焊接层的焊接强度弱的问题，也可以解决焊球易塌陷、润湿性差的问题。

Description

一种半导体激光焊接方法及其焊接结构
技术领域
本发明涉及半导体加工技术，属于H01L23/00分类号下，具体涉及一种半导体激光焊接方法及其焊接结构。
背景技术
目前在半导体集成电路的制造中，激光焊接是需要常常用到的的工序。激光焊接技术是一种无接触、无切削力、热影响小的加工方法，它具有加工质量优、效率高、加工范围广、清洁、经济效益好、易于实施自动化控制、能实现柔性加工和智能加工等特点，解决了传统加工工艺无法解决的难题。现有的激光焊接，往往是通过焊球将两电极进行垂直性互联，然后利用激光进行熔融回流，或者是通过键合层对两部件进行激光的热键合，前者的焊球润湿性差容易使得焊球塌陷、短路，且焊球极易氧化，后者则焊接需要很大的能量，且键合强度较小，不利于可靠性。
发明内容
基于解决上述问题，本发明提供了一种半导体激光焊接方法，包括以下步骤；
1）提供一金属板，其具有正面和背面；
2）蚀刻所述金属板以形成基岛部和引脚部，并在所述引脚部的正面上形成凹槽；
3）在所述引脚部的正面和背面形成镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
4）在所述凹槽内填充固化焊料；
5）用树脂包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂完全覆盖所述焊料，并且所述树脂内混合有金属络合物；
6）使用激光使得所述树脂开口且使得所述焊料熔融，所述开口露出所述焊料，并且同时使得金属络合物中的金属活化，以实现该金属对焊料的保护；
7）将芯片的引脚对准所述开口，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽内，并使得所述引脚与所述引脚部通过所述焊料键合。
本发明还提供了另一种半导体激光焊接方法，包括以下步骤；
1）提供一金属板，其具有正面和背面；
2）蚀刻所述金属板以形成基岛部和引脚部，并在所述引脚部的正面上形成凹槽；
3）在所述引脚部的正面和背面形成镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
4）在所述凹槽内填充固化焊料；
5）用树脂包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂完全覆盖所述焊料，并且所述树脂内混合有金属可焊颗粒；
6）使用激光使得所述树脂开口且使得所述焊料熔融，所述开口露出所述焊料，并且同时使得金属可焊颗粒熔融为可焊金属包覆所述焊料的表面，以实现该可焊金属对焊料的保护；
7）将芯片的引脚对准所述开口，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽内，并使得所述引脚与所述引脚部通过所述焊料键合。
由上述的半导体激光焊接方法制作的激光焊接结构，其包括：
金属板，所述金属板包括基岛部和引脚部，所述引脚部的正面上设置有凹槽，所述引脚部的正面和背面均形成有镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
树脂，包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂具有开口，所述开口露出所述焊料；
芯片，具有至少一引脚，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽；
焊料，填充在所述凹槽内，且将所述引脚与所述引脚部焊接，其中，所述焊料的露出表面具有一金属保护层。
其中，所述金属保护层由所述树脂内的金属络合物通过激光活化而得到或者由所述树脂内的金属可焊颗粒通过激光烧蚀熔融而得到。
本发明的优点如下：
（1）激光活化金属络合物或者激光熔融可焊金属颗粒，实现焊料的保护，防止焊料的氧化，且能够保证焊料的润湿性；
（2）其既可以解决焊接层的焊接强度弱的问题，也可以解决焊球易塌陷、润湿性差的问题。
附图说明
图1-7为本发明的半导体激光焊接方法的示意图。
具体实施方式
第一实施例
参见图1-7，本发明的半导体激光焊接方法，包括以下步骤；
1）参见图1，提供一金属板1，其具有正面和背面；所述金属板为铜板或铝板，其厚度为0.1-1mm；
2）参见图2，蚀刻所述金属板1以形成基岛部2和引脚部3，并在所述引脚部的正面上形成凹槽4；
3）在所述引脚部3的正面和背面形成镀镍层5/6，所述镀镍层5覆盖所述凹槽4的侧壁和底面；
4）参见图3，在所述凹槽4内填充固化焊料7；
5）参见图4，用树脂8包裹所述基岛部2和引脚部3，所述树脂8完全覆盖所述焊料7，并且所述树脂8内混合有金属可焊颗粒；
6）使用激光9使得所述树脂形成开口10且使得所述焊料7熔融，所述开口10露出所述焊料7，并且同时使得金属络合物中的金属活化，以实现该金属对焊料7的保护；
7）将芯片11的引脚12对准所述开口10，所述引脚11具有对应于所述开口10的突出部13，所述突出部13插入所述凹槽4内，并使得所述引脚12与所述引脚部3通过所述焊料7键合；
8）在所述引脚12的背面利用激光14对所述树脂8形成开口15，以露出所述引脚部3背面的镀镍层6，并在所述开口15内形成外部引出端子16。
其中，所述金属络合物为铜、锌、镍或钴的络合物。所述焊料7包括Cu、Ni、Pd、Sn、Au中的至少两种。
第二实施例
本发明的第二实施例的半导体激光焊接方法，包括以下步骤；
1）参见图1，提供一金属板1，其具有正面和背面；所述金属板为铜板或铝板，其厚度为0.1-1mm；
2）参见图2，蚀刻所述金属板1以形成基岛部2和引脚部3，并在所述引脚部的正面上形成凹槽4；
3）在所述引脚部3的正面和背面形成镀镍层5/6，所述镀镍层5覆盖所述凹槽4的侧壁和底面；
4）参见图3，在所述凹槽4内填充固化焊料7；
5）参见图4，用树脂8包裹所述基岛部2和引脚部3，所述树脂8完全覆盖所述焊料7，并且所述树脂8内混合有金属络合物；
6）使用激光9使得所述树脂形成开口10且使得所述焊料7熔融，所述开口10露出所述焊料7，并且同时使得金属可焊颗粒熔融为可焊金属包覆所述焊料7的表面，以实现该可焊金属对焊料7的保护；
7）将芯片11的引脚12对准所述开口10，所述引脚11具有对应于所述开口10的突出部13，所述突出部13插入所述凹槽4内，并使得所述引脚12与所述引脚部3通过所述焊料7键合；
8）在所述引脚12的背面利用激光14对所述树脂8形成开口15，以露出所述引脚部3背面的镀镍层6，并在所述开口15内形成外部引出端子16。
根据上述的焊接方法所述得到的激光焊接结构，包括：
金属板，所述金属板包括基岛部和引脚部，所述引脚部的正面上设置有凹槽，所述引脚部的正面和背面均形成有镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
树脂，包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂具有开口，所述开口露出所述焊料；
芯片，具有至少一引脚，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽；
焊料，填充在所述凹槽内，且将所述引脚与所述引脚部焊接，其中，所述焊料的露出表面具有一金属保护层。
其中，所述金属保护层由所述树脂内的金属络合物通过激光活化而得到或者由所述树脂内的金属可焊颗粒通过激光烧蚀熔融而得到。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种半导体激光焊接方法，包括以下步骤；
1）提供一金属板，其具有正面和背面；
2）蚀刻所述金属板以形成基岛部和引脚部，并在所述引脚部的正面上形成凹槽；
3）在所述引脚部的正面和背面形成镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
4）在所述凹槽内填充固化焊料；
5）用树脂包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂完全覆盖所述焊料，并且所述树脂内混合有金属络合物；
6）使用激光使得所述树脂开口且使得所述焊料熔融，所述开口露出所述焊料，并且同时使得金属络合物中的金属活化，以实现该金属对焊料的保护；
7）将芯片的引脚对准所述开口，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽内，并使得所述引脚与所述引脚部通过所述焊料键合。
2.根据权利要求1所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：还包括步骤8）：在所述引脚的背面利用激光对所述树脂进行开口，以露出所述引脚部背面的镀镍层，并在所述开口内形成外部引出端子。
3.根据权利要求1所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：所述金属络合物为铜、锌、镍或钴的络合物。
4.根据权利要求2所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：所述焊料包括Cu、Ni、Pd、Sn、Au中的至少两种。
5.一种半导体激光焊接方法，包括以下步骤；
1）提供一金属板，其具有正面和背面；
2）蚀刻所述金属板以形成基岛部和引脚部，并在所述引脚部的正面上形成凹槽；
3）在所述引脚部的正面和背面形成镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
4）在所述凹槽内填充固化焊料；
5）用树脂包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂完全覆盖所述焊料，并且所述树脂内混合有金属可焊颗粒；
6）使用激光使得所述树脂开口且使得所述焊料熔融，所述开口露出所述焊料，并且同时使得金属可焊颗粒熔融为可焊金属包覆所述焊料的表面，以实现该可焊金属对焊料的保护；
7）将芯片的引脚对准所述开口，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽内，并使得所述引脚与所述引脚部通过所述焊料键合。
6.根据权利要求5所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：还包括步骤8）：在所述引脚的背面利用激光对所述树脂进行开口，以露出所述引脚部背面的镀镍层，并在所述开口内形成外部引出端子。
7.根据权利要求5所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：所述金属可焊颗粒为铜、锌、镍或铂的金属颗粒。
8.根据权利要求7所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：所述焊料包括Cu、Ni、Pd、Sn、Au中的至少两种。
9.一种半导体激光焊接结构，其利用权利要求1-8中任一项所述的半导体激光焊接方法制作而成，其特征在于，包括：
金属板，所述金属板包括基岛部和引脚部，所述引脚部的正面上设置有凹槽，所述引脚部的正面和背面均形成有镀镍层，所述镀镍层覆盖所述凹槽的侧壁和底面；
树脂，包裹所述基岛部和引脚部，所述树脂具有开口，所述开口露出所述焊料；
芯片，具有至少一引脚，所述引脚具有对应于所述开口的突出部，所述突出部插入所述凹槽；
焊料，填充在所述凹槽内，且将所述引脚与所述引脚部焊接，其中，所述焊料的露出表面具有一金属保护层。
10.根据权利要求9所述的半导体激光焊接方法，其特征在于：所述金属保护层由所述树脂内的金属络合物通过激光活化而得到或者由所述树脂内的金属可焊颗粒通过激光烧蚀熔融而得到。
CN201910329501.7A 2019-04-23 2019-04-23 一种半导体激光焊接方法及其焊接结构 Expired - Fee Related CN109967872B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910329501.7A CN109967872B (zh) 2019-04-23 2019-04-23 一种半导体激光焊接方法及其焊接结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910329501.7A CN109967872B (zh) 2019-04-23 2019-04-23 一种半导体激光焊接方法及其焊接结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109967872A true CN109967872A (zh) 2019-07-05
CN109967872B CN109967872B (zh) 2021-05-07

Family

ID=67085969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910329501.7A Expired - Fee Related CN109967872B (zh) 2019-04-23 2019-04-23 一种半导体激光焊接方法及其焊接结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109967872B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101271827A (zh) * 2006-10-17 2008-09-24 株式会社半导体能源研究所 用于制造半导体器件的方法
CN102150263A (zh) * 2008-11-06 2011-08-10 松下电器产业株式会社 引线、布线部件、封装部件、带有树脂的金属部件和树脂封装半导体装置以及它们的制造方法
WO2013065462A1 (ja) * 2011-11-04 2013-05-10 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 半導体装置及びその製造方法
CN103824834A (zh) * 2014-03-03 2014-05-28 无锡新洁能股份有限公司 一种具有改进型封装结构的半导体器件及其制造方法
CN103985644A (zh) * 2013-02-13 2014-08-13 精工电子有限公司 树脂密封型半导体装置的制造方法以及引脚架
CN107615453A (zh) * 2015-05-25 2018-01-19 琳得科株式会社 半导体装置的制造方法
CN108511412A (zh) * 2018-04-20 2018-09-07 韩德军 一种引线框再分布结构及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101271827A (zh) * 2006-10-17 2008-09-24 株式会社半导体能源研究所 用于制造半导体器件的方法
CN102150263A (zh) * 2008-11-06 2011-08-10 松下电器产业株式会社 引线、布线部件、封装部件、带有树脂的金属部件和树脂封装半导体装置以及它们的制造方法
WO2013065462A1 (ja) * 2011-11-04 2013-05-10 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 半導体装置及びその製造方法
CN103985644A (zh) * 2013-02-13 2014-08-13 精工电子有限公司 树脂密封型半导体装置的制造方法以及引脚架
CN103824834A (zh) * 2014-03-03 2014-05-28 无锡新洁能股份有限公司 一种具有改进型封装结构的半导体器件及其制造方法
CN107615453A (zh) * 2015-05-25 2018-01-19 琳得科株式会社 半导体装置的制造方法
CN108511412A (zh) * 2018-04-20 2018-09-07 韩德军 一种引线框再分布结构及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109967872B (zh) 2021-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101496592B1 (ko) 반도체 장치 접합재
KR101528515B1 (ko) 접합 방법, 접합 구조, 전자 장치, 전자 장치의 제조 방법 및 전자 부품
CN102906836B (zh) 电子元件端子以及使用瞬态液相烧结和聚合物焊膏的装配
JP5943066B2 (ja) 接合方法および接合構造体の製造方法
KR101528030B1 (ko) 스터드 범프 구조물 및 그 제조 방법
WO2002049797A1 (en) Solder foil and semiconductor device and electronic device
KR102468779B1 (ko) 확산 솔더링용 무연 솔더 포일 및 무연 솔더 포일의 제조 방법
JP2003303842A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN104245204A (zh) 接合方法、接合结构体及其制造方法
KR101967511B1 (ko) 반도체 장치의 제조 방법
JP2011228405A (ja) リード部品及びそれを用いた半導体パッケージ並びにリード部品の製造方法
CN104011843B (zh) 半导体装置
CN103752970A (zh) 一种引线框架的焊接方法
JP5742157B2 (ja) 電子回路モジュール部品及び電子回路モジュール部品の製造方法
US6917118B2 (en) Semiconductor device
JP4877046B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN100384309C (zh) 焊接方法、通过该焊接方法连接的元件和连接结构
JP2010103206A (ja) 半導体装置及びその製造方法
CN103151430B (zh) 纳米金属粒实现led的低温金属界面连接的制备方法
CN109967872A (zh) 一种半导体激光焊接方法及其焊接结构
JP3296070B2 (ja) 接合構造体及びその製造方法
JP2005254254A (ja) 無鉛はんだ、無鉛はんだの製造方法および電子部品
CN105643040A (zh) 一种铝及其合金的钎焊方法
CN106735663B (zh) 一种全金属间化合物窄间距微焊点的制备方法及结构
JP2008538660A (ja) チップスケールパッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210507