本發(fā)明涉及激光半導(dǎo)體封裝，具體涉及一種表面預(yù)置焊料的熱沉及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在激光半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，普遍應(yīng)用預(yù)成型焊料片作為焊接填隙材料焊接熱沉和半導(dǎo)體芯片。熱沉材質(zhì)一般為cu或w/cu材質(zhì)，表面鍍金；激光半導(dǎo)體芯片p面，具備一定的圖形結(jié)構(gòu)，且表面鍍金，焊料片的使用就是依照熱沉-焊料片-激光半導(dǎo)體芯片次序來裝夾，再進(jìn)行回流燒結(jié)焊接，完成焊接。

2、預(yù)成型焊料片是通過機(jī)械壓制，在按照需要的形狀進(jìn)行裁切來獲得的，此方法成本高，且成型不易成型厚度一般比較厚度基本≥30μm，對焊接是不利的。同時，此方法不易成型異形尺寸的焊料片，且材質(zhì)柔軟易變形，在制備后裁切難度非常大，存在容易卷邊，氧化，污染等問題，致使在封裝前使用操作難度大，裝配效率慢，焊接效果差等缺點(diǎn)。濺射的焊料薄膜是依靠電子束轟擊產(chǎn)生單質(zhì)原子，靶向沉積，制造成本極高，制作完成后需要惰性氣體保護(hù)防止氧化，及時使用，使用以為不方便，很難大規(guī)模生產(chǎn)。因此，在封裝領(lǐng)域迫切需要一種能夠方便裝夾使用，且焊料厚度低于30μm的預(yù)置銦基軟釬焊料熱沉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明可解決現(xiàn)有技術(shù)中所制備的焊料片過厚，不利于裝夾使用的缺陷，提供一種表面預(yù)置焊料的熱沉及其制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一方面提供一種表面預(yù)置焊料的熱沉的制備方法，所述制備方法包括：

4、s1，制備焊料，將需要預(yù)鍍的熱沉浸泡在助焊劑中；

5、s2，在加熱臺上表面配置操作平臺，將涂覆陶瓷置于操作平臺上，加熱所述操作平臺，在所述涂覆陶瓷的表面滴加助焊劑，將所述焊料置于所述涂覆陶瓷上，待所述焊料融化后，滴入助焊劑，將所述熱沉需要預(yù)鍍的焊接面朝向所述涂覆陶瓷有所述焊料的面，先靠緊貼，之后搓動所述涂覆陶瓷和熱沉沿相反的方向往復(fù)運(yùn)動2-5次；

6、s3，在經(jīng)s2處理的所述熱沉和涂覆陶瓷之間滴入助焊劑，待冷卻后，取出熱沉，得到預(yù)置焊料的熱沉。

7、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，所述焊料包括：銦基焊料、錫基焊料。具體地，本發(fā)明中以銦基焊料為例進(jìn)行說明。

8、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，所述熱沉包括表面鍍有ni-au的w90cu10電極、鍍有鐵、鋁和/或鉬的無機(jī)陶瓷。

9、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s1中，制備焊料的方法包括：根據(jù)所需所述焊料的厚度，計算所需所述焊料的質(zhì)量，計算公式如下：

10、

11、其中，h-代表焊料厚度，單位為μm；m-代表焊料質(zhì)量，單位為g；s-代表熱沉面積，單位為mm2；ρ-代表焊料密度，單位為g/cm3。

12、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s2中，所述助焊劑的液面要高于所述熱沉。

13、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s2中，所述操作平臺為鋁合金6063材質(zhì)，平面度小于0.05；所述操作平臺的直徑為106mm-108mm。

14、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s2中，所述助焊劑的滴加量為0.5-5ml。助焊劑的滴加量在0.5ml以下助焊效果不佳，焊料表面容易殘留氧化層，大于5ml，助焊劑參與過多，后期難清洗。

15、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s2中，加熱使所述操作平臺表面溫度在169-175℃。低于169℃焊料流動性不好，高于175℃，焊料容易氧化，氧化層阻礙焊料與金層浸潤，不利于涂覆動作和效果。

16、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s3中，所述涂覆陶瓷為雙面金屬化的涂覆陶瓷。

17、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，所述涂覆陶瓷為金屬化涂覆陶瓷，所述金屬化涂覆陶瓷的兩面分別涂覆有ti-w金屬層和ni-au金屬層。

18、本發(fā)明一些技術(shù)方案中，s3中，所述往復(fù)搓動的時間為4-6s。

19、本發(fā)明第二方面提供使用所述的制備方法制得的表面預(yù)置焊料的熱沉。

20、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具備以下有益效果：

21、本發(fā)明利用焊料高溫熔融下，使用助焊劑破除焊料表面氧化層，增加焊料的潤濕性，使焊料能在指定區(qū)域(操作平臺約束的區(qū)域)進(jìn)行浸潤，通過控制焊料使用量實(shí)現(xiàn)控制厚度熱沉表面焊料層厚度可控，操作平臺控制平整度，即得出實(shí)用性很強(qiáng)的預(yù)置銦基軟釬焊料的熱沉，能夠制得的焊料厚度低于30μm的預(yù)置銦基軟釬焊料熱沉，還能夠滿足各種形狀的涂覆要求，滿足各種定制化產(chǎn)品和特種產(chǎn)品的要求。

22、本發(fā)明在焊料熔融狀態(tài)下進(jìn)行操作，屬于一種高溫操作，且整個過程操作用時短，在實(shí)際的半導(dǎo)體封裝生產(chǎn)中，熔融涂覆的焊料熱沉，極大的降低了成本，且?guī)缀鯖]有原料的浪費(fèi)，具有超高的性價比，同時本發(fā)明所提供的熱沉制作工期非常短，可大規(guī)模生產(chǎn)，可批量生產(chǎn)。

23、本發(fā)明所提供的熱沉表面預(yù)置銦基復(fù)合軟釬焊料的制備方法，制得的熱沉表面預(yù)置銦基復(fù)合軟釬焊料，焊接面孔隙率極低，可以忽略不計。傳統(tǒng)方法是用焊料片焊接，焊料片兩側(cè)接觸的兩個焊接面均有產(chǎn)生氣孔的概率，常規(guī)氣孔率3％，單邊1.5％左右，采用本發(fā)明后，焊料先熔融于一個焊接面，通過助焊劑的參與，此面孔隙率極低，可以忽略不計，另一個面焊接孔隙率依然存在，約1.5％左右，故采用發(fā)明的方法，可以使孔隙率降低一半。

技術(shù)特征：

1.一種表面預(yù)置焊料的熱沉的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s1中，制備焊料的方法包括：根據(jù)所需所述焊料的厚度，計算所需所述焊料的質(zhì)量，計算公式如下：

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在與，所述焊料包括：銦基焊料、錫基焊料。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中，所述操作平臺為鋁合金6063材質(zhì)，平面度小于0.05；所述操作平臺的直徑為106mm-109mm。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中，所述助焊劑的滴加量為0.5-5ml。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中，加熱使所述操作平臺表面溫度在169-175℃。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s3中，所述涂覆陶瓷為雙面金屬化的涂覆陶瓷。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s3中，所述往復(fù)搓動的時間為3-6s。

9.使用如權(quán)利要求1-8任一項所述的制備方法制得的表面預(yù)置焊料的熱沉。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及激光半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種表面預(yù)置焊料的熱沉及其制備方法。制備方法包括：制備焊料，將需要預(yù)鍍的熱沉浸泡在助焊劑中；在加熱臺上表面配置操作平臺，將涂覆陶瓷置于操作平臺上，加熱操作平臺，在涂覆陶瓷的表面滴加助焊劑，將焊料置于涂覆陶瓷上，待銦基軟釬焊料融化后，滴入助焊劑，將熱沉需要預(yù)鍍的焊接面朝向涂覆陶瓷有焊料的面，先靠緊貼，之后搓動涂覆陶瓷和熱沉沿相反的方向往復(fù)運(yùn)動2?5次，之后在熱沉和涂覆陶瓷之間滴入助焊劑，冷卻后，取出熱沉，得到預(yù)置焊料的熱沉。本發(fā)明所提供的方法所能夠使焊料厚度低于30μm，使預(yù)置焊料成為一種成本低，易制作，易保存，易使用的材料。

技術(shù)研發(fā)人員：侯友良,李晨,宋慶學(xué),張濱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安鐳特電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9