一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉的制作方法
【專利摘要】一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)為自下而上依為熱沉層(1)、粘合層(2)、Au80Sn20合金層(3)、錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)；通過在Au80Sn20合金層上蒸鍍一層一定厚度的錫或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層的方式，調(diào)節(jié)金錫合金的組分。
【專利說明】
一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，涉及一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉及制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]金錫合金焊料主要應(yīng)用于微電子、光電子行業(yè)，其常用形態(tài)為預(yù)成型片、焊環(huán)、焊絲、焊膏等，其中預(yù)成型片和焊環(huán)應(yīng)用最為廣泛。隨著電子封裝技術(shù)的不斷發(fā)展，對AuSn合金的制備工藝提出了更高的要求。
[0003]Au80Sn20焊料在常溫下是由Au和Sn兩種脆性極大的金屬間化合物組成，Au和Sn的比例為80 %和20 %，具有焊接接頭剪切強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、漫流性好、優(yōu)良的抗疲勞和抗腐蝕等許多優(yōu)良特性，因此被廣泛應(yīng)用在微電子器件、光電子器件封裝中。金錫合金的熔點(diǎn)在共晶溫度附近對成分是非常敏感的，當(dāng)金的重量比大于80%時，隨著金的增加，熔點(diǎn)會急劇提高，更重要的是合金特性隨著金比例的提高發(fā)生改變。而被焊件往往都有鍍金層，在焊接過程中鍍金層的金會浸入焊料。在過厚的鍍金層、過薄的預(yù)成型焊片、過長的焊接時間下都會使浸析入焊料的金增加而使熔點(diǎn)上升，這會嚴(yán)重影響Au80Sn20焊料的特性，從而嚴(yán)重影響了器件的工作性能和壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述由于焊接過程中，半導(dǎo)體器件的電極鍍金層的金會浸入焊料，以及由于鍍金層過厚、預(yù)成型焊片過薄、焊接時間過長導(dǎo)致浸析入焊料的金增加，使Au80Sn20焊料的金的重量比增加，嚴(yán)重影響了Au80Sn20焊料的特性的問題，本發(fā)明提供了一種Au80Sn20合金焊料分布結(jié)構(gòu)，可以有效地控制金錫合金的組分，提高了器件的工作性能和壽命O
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，該熱沉的結(jié)為自下而上依次為熱沉層(1)、粘合層(2)、Au80Sn20合金層(3)、錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的低金錫層(4);粘合層(2)在熱沉(I)的上方，Au80Sn20合金層(3)在粘合層(2)的上方，一定厚度的錫或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)在Au80Sn20合金層(3)的上方。
[0006]所述的熱沉層(I)采用具有散熱能力的熱沉材料，熱沉材料為銅或鎢銅或鉬銅或陶瓷材料或金剛石或Si或SiC或AlSiC或CuW90或CuW55。
[0007]所述粘合層(2)為具有粘合能力的材料，為鈦或鉑或金材料。
[0008]所述Au80Sn20合金層(3)為金和錫重量百分含量為80 %和20 %的金錫合金材料層。
[0009]所述錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)為錫或含錫比例比Au80Sn20高的金錫合金材料，錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的低金錫層(4)為任意厚度，厚度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)控，低金錫層的金錫含量比例也可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，通過蒸鍍實(shí)現(xiàn)。
[0010]Au80Sn20合金層(3)和含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)均是分步蒸渡而得，先蒸渡一層錫，在錫的表面蒸鍍一層金。
[0011 ] 一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其制備過程包括如下，
[0012]SI對熱沉層(I)進(jìn)行清洗處理，從而去除熱沉層(I)表面的氧化物，清洗完后用去離子水沖洗；
[0013]S2將清洗處理完的熱沉層(I)放置蒸發(fā)臺上，在熱沉層(I)的表面蒸鍍一層粘合層
(2)；
[0014]S3在蒸鍍好粘合層(2)的表面蒸鍍一層錫；
[0015]S4在S3中的錫的表面蒸鍍一層金，形成Au80Sn20合金層(3);
[0016]S5在S4中得到的Au80Sn20合金表面蒸鍍一定厚度的錫層或含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)。含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)的蒸鍍方法也是分步蒸渡，與Au80Sn20 合金層(3)—樣。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:在金錫合金層上方加一層一定厚度的錫或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層材料，材料的厚度可以為I微米-2微米等任意厚度，這樣便可以有效地調(diào)節(jié)金錫合金的組分。
【附圖說明】
[0018]圖1:本發(fā)明的主視圖。
[0019]圖2:實(shí)施效果圖。
[0020]圖3:本發(fā)明的立體圖。
[0021]圖中:1、熱沉，2、粘合層，3、金錫合金層，4、一定厚度的錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明提供的一種可調(diào)金錫合金組分的熱沉，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉:為自下而上依為熱沉層(I)、粘合層(2)、Au80Sn20合金層(3)、錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)。
[0025]SI對銅熱沉(I)進(jìn)行清洗處理，從而去除銅熱沉(I)表面的氧化銅，清洗完后用去離子水沖洗；
[0026]S2將清洗處理完的銅熱沉(I)放置蒸發(fā)臺上，在銅熱沉(I)的表面蒸鍍一層金；
[0027]S3在蒸鍍好金的銅熱沉金層表面蒸鍍一層錫；
[0028]S4在錫的表面蒸鍍一層金，形成金錫合金層Au80Sn20;
[0029]S5在金錫合金表面蒸鍍一定厚度的錫層或含錫比例比Au80Sn20高的金錫層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，該熱沉的結(jié)為自下而上依次為熱沉層(I)、粘合層(2)、Au80Sn20合金層(3)、錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的低金錫層(4);粘合層(2)在熱沉(I)的上方，Au80Sn20合金層(3)在粘合層(2)的上方，錫或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)在Au80Sn20合金層(3)的上方。2.按照權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，熱沉層(I)采用具有散熱能力的熱沉材料，熱沉材料為銅或鎢銅或鉬銅或陶瓷材料或金剛石或Si或SiC或AlSiC或CuW90或CuW55。3.按照權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，粘合層(2)為具有粘合能力的材料，為鈦或鉑或金材料。4.按照權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，Au80Sn20合金層(3)為金和錫重量百分含量為80 %和20 %的金錫合金材料層。5.按照權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，所述錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)為錫或含錫比例比Au80Sn20高的金錫合金材料。6.按照權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，錫層或者含錫比例比Au80Sn20高的低金錫層(4)為任意厚度，厚度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)控，低金錫層的金錫含量比例也可根據(jù)需要調(diào)。7.按照權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)AuSn合金組分的熱沉，其特征在于，Au80Sn20合金層(3)和含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)均是分步蒸渡而得，先蒸渡一層錫，在錫的表面蒸鍍一層金。8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的可調(diào)AuSn合金組分的熱沉得制備方法，其特征在于，包括如下步驟: SI對熱沉層(I)進(jìn)行清洗處理，從而去除熱沉層(I)表面的氧化物，清洗完后用去離子水沖洗； S2將清洗處理完的熱沉層(I)放置蒸發(fā)臺上，在熱沉層(I)的表面蒸鍍一層粘合層(2); S3在蒸鍍好粘合層(2)的表面蒸鍍一層錫； S4在S3中的錫的表面蒸鍍一層金，形成Au80Sn20合金層(3); S5在S4中得到的Au80Sn20合金表面蒸鍍一定厚度的錫層或含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)。含錫比例比Au80Sn20高的金錫層(4)的蒸鍍方法也是分步蒸渡，與Au80Sn20合金層(3)—樣。
【文檔編號】B23K35/14GK105880859SQ201610244921
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】崔碧峰, 郝帥, 房天嘯
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)