CN111085799A - 一种关于tc功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明 - Google Patents

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/268—Pb as the principal constituent

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Abstract

一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明,它涉及芯片粘接材料制造行业领域，所述本发明材料配方组成如下：采用1‑5.5%含量锡元素（Sn）与1‑3%含量的银（Ag）+微量元素Ga、Ge、P等元素总和<2000ppm））及剩余的Pb（铅）元素经混合熔炼而成；本发明有益效果为：本发明具有适用性广泛，创新性高，通过微量元素的添加减少BLT的变化范围解决了BIT控制不理想，提高润湿性，容易造成芯片底部和焊接材料出现潜在的分层现象.且无锡雪浪产生；通过生产工艺的创新减少氧化物，确保合金成分均匀分布、焊丝成型的一致，解决了产品容易氧化且仅在分立器件中应用，无法满足高端功率器件的品质要求。

Description

一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明
技术领域
本发明涉及芯片粘接材料制造行业领域，具体涉及一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明。
背景技术
随着功率芯片从消费电子向工业控制、汽车电子等领域的快速发展，尤其是近年来，以MOSFET和IGBT为代表功率器件向高频、高功率和集成化方向演进，高功率应用会产生更高密度的热量；背金晶圆和引线框架的热膨胀系数(CTE)存在差异，更容易导致切力，这就需要在功率器件封装的粘晶过程中提供更为完善的焊接材料，以解决散热和热疲劳这两大技术问题，而目前的软焊丝材料主要是进口的为主，在国内查新没有这方面的内容。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在目前的软焊丝材料主要是进口的为主，在国内查新没有这方面的内容等问题，提供一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：所述本发明材料配方组成如下：采用1-5.5%含量锡元素（Sn ）与1-3%含量的银（Ag）+微量元素（Ga、Ge、P等元素<2000ppm）及剩余的Pb（铅）元素经混合熔炼而成。
进一步的，所述本发明产生的成品使用的技术为金属熔炼和挤压液态成型技术。使用金属熔炼和挤压液态成型技术，确保合金成分的均匀性、低氧化率，相比国外主流的挤压成形工艺更有优势。
进一步的，所述实现本发明成品工艺高温要求达到需达到320~380℃。通过生产工艺的高温，能减少氧化物的产生，确保合金成分均匀分布、焊丝成型的一致，解决了产品容易氧化且仅在分立器件中应用，无法满足高端功率器件的品质要求，且产品无锡雪浪产生。
进一步的，所述本发明中还增加了少量的微量元素Ga、Ge、P等元素。通过微量元素的添加减少BLT(Bond Level Thickness）的变化范围解决了BLT(Bond Level Thickness）控制不理想，提高润湿性，容易造成芯片底部和焊接材料出现潜在的分层现象。
进一步的，所述本发明成型的成品所允许的线直径公差范围为：+/-0.05(mm)。
进一步的，所述加工本发明产品时无需助焊剂的添加。基于无助焊剂的条件，提高产品的抗氧化能力，确保产品的高可靠性。
进一步的，所述本发明成品能与自动软焊设备有效匹配。增强焊接结合力的成分，优化流动性和可焊性，确保在氮气工作环境下有效连接背金芯片和引线框架。
本发明的工作原理：目前的软焊丝材料主要是进口的为主，在国内查新没有这方面的内容，本发明主要是结合金属本身润湿性能的组合加上必要的抗氧化材料进行加工成型，进而在芯片级上进行应用。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：本发明具有适用性广泛，创新性高，通过微量元素的添加减少BLT(Bond Level Thickness）的变化范围解决了BLT(Bond LevelThickness）控制不理想，提高润湿性，容易造成芯片底部和焊接材料出现潜在的分层现象.且无锡雪浪产生；通过生产工艺的创新减少氧化物，确保合金成分均匀分布、焊丝成型的一致，解决了产品容易氧化且仅在分立器件中应用，无法满足高端功率器件的品质要求(润湿性、一致性不达标)。
具体实施方式
本具体实施方式采用的技术方案是：所述本发明材料配方组成如下：所述本发明材料配方组成如下：采用1-5.5%含量锡元素（Sn ）与1-3%含量的银（Ag）+微量元素（Ga、Ge、P等元素<2000ppm）及剩余的Pb（铅）元素经混合熔炼而成。
进一步的，所述本发明产生的成品使用的技术为金属熔炼和挤压液态成型技术。使用金属熔炼和挤压液态成型技术，确保合金成分的均匀性、低氧化率，相比国外主流的挤压成形工艺更有优势。
进一步的，所述实现本发明成品工艺高温要求达到需达到320~380℃。通过生产工艺的高温，能减少氧化物的产生，确保合金成分均匀分布、焊丝成型的一致，解决了产品容易氧化且仅在分立器件中应用，无法满足高端功率器件的品质要求，且产品无锡雪浪产生。
进一步的，所述本发明中还增加了少量的微量元素Ga、Ge、P等元素。通过微量元素的添加减少BLT(Bond Level Thickness）的变化范围解决了BLT(Bond Level Thickness）控制不理想，提高润湿性，容易造成芯片底部和焊接材料出现潜在的分层现象。
进一步的，所述本发明成型的成品所允许的线直径公差范围为：+/-0.05(mm)。
进一步的，所述加工本发明产品时无需助焊剂的添加。基于无助焊剂的条件，提高产品的抗氧化能力，确保产品的高可靠性。
进一步的，所述本发明成品能与自动软焊设备有效匹配。增强焊接结合力的成分，优化流动性和可焊性，确保在氮气工作环境下有效连接背金芯片和引线框架。
本发明的工作原理：目前的软焊丝材料主要是进口的为主，在国内查新没有这方面的内容，本发明主要是结合金属本身润湿性能的组合加上必要的抗氧化材料进行加工成型，进而在芯片级上进行应用。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：本发明具有适用性广泛，创新性高，通过微量元素的添加减少BLT(Bond Level Thickness）的变化范围解决了BLT(Bond LevelThickness）控制不理想，提高润湿性，容易造成芯片底部和焊接材料出现潜在的分层现象.且无锡雪浪产生；通过生产工艺的创新减少氧化物，确保合金成分均匀分布、焊丝成型的一致，解决了产品容易氧化且仅在分立器件中应用，无法满足高端功率器件的品质要求(润湿性、一致性不达标)。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述本发明材料配方组成如下：采用1-5.5%含量锡元素（Sn ）与1-3%含量的银（Ag）+微量元素（Ga、Ge、P等元素<2000ppm）及剩余的Pb（铅）元素经混合熔炼而成。
2.根据权利要求1所述的一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述本发明产生的成品使用的技术为金属熔炼和挤压成型技术。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述实现本发明工艺高温要求达到需达到320~380℃。
4.根据权利要求1和权利要求2所述的一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述本发明中还增加了少量的微量元素Ga、Ge、P等元素。
5.根据权利要求1和权利要求2所述的一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述本发明成型的成品所允许的线直径公差范围为：+/-0.05(mm)。
6.根据权利要求1和权利要求2所述的一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述加工本发明产品时无需助焊剂的添加。
7.根据权利要求1和权利要求2所述的一种关于TC功率器件用无药芯软焊丝产品的配方发明，其特征在于：所述本发明成品能与自动软焊设备有效匹配。
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