[發(fā)明專利]集成電路封裝材料的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110345260.9
• 申請日: 2011-11-04
• 公開（公告）號: CN102364665A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐振武
• 申請（專利權(quán)）人: 徐振武
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;C22C11/06;B22D27/04
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務(wù)所 13113
• 代理人: 張紅衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種半導(dǎo)體焊接材料的合成，具體地說是一種集成電路封裝材料的一種合成方法。?

背景技術(shù)

目前焊接材料的合成方法有真空合成和普通合成，不能滿足集成電路高精度器件的焊接要求。具體而言就是：?

（1）??真空合成

用高頻真空熔煉，爐根據(jù)焊料要求按重量稱重和在一起加溫電磁攪拌合成。所制得的部分合金，其金屬顆粒的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50微米，最大可至133微米，因此導(dǎo)致焊接后的元器件在使用時(shí)因金屬顆粒大、不均而存在的熱脹系數(shù)不同問題，造成器件芯片脫開或龜裂、局部熱點(diǎn)、結(jié)退化、開路、高阻、短路和熱阻增加引起的二次擊穿等等，直接導(dǎo)致使用壽命降低。

因此，真空合成不能滿足高精度器件的要求。?

（2）??普通合成?

在大氣中根據(jù)焊料要求按重量稱重和在一起加溫，機(jī)器攪拌合成。造成氧化物過多，使焊接中脫焊電阻增加，也不能滿足高精度器件的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種集成電路封裝材料的合成方法，采用鉛、錫、銀為原料，采用無流澆鑄的方法進(jìn)行鑄錠，能夠克服現(xiàn)有金屬液在鑄錠過程中需要流動而導(dǎo)致的偏析、晶粒變大的弊病，所制得的焊接材料顆粒小于50微米，且顆粒大小均勻一致，使焊接元件性能可靠。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：?

一種集成電路封裝材料的合成方法，制成所述集成電路封裝材料有效成份的原料包括重量份數(shù)比為2：1：37的錫、銀、鉛，該合成方法按照以下步驟順序進(jìn)行：

(1)?熔煉

取錫與銀，在真空熔煉爐（設(shè)備本身帶有電磁攪拌）中加熱至熔融，冷卻成型，得錫銀二元金屬錠A；

取鉛，與錫銀二元金屬錠A，在敞口耐高溫容器中加熱至400—450℃熔煉至熔融，得熔融三元金屬液體B；?

(2)?去除氧化渣

對熔融三元金屬液體B進(jìn)行攪拌，去氧化渣，得待鑄金屬液C；

(3)鑄錠

將待鑄金屬液C進(jìn)行無流隔氧劇冷成型，即得。

作為本發(fā)明的一種限定，所述無流隔氧劇冷成型即：?

將15—30℃恒溫的敞口模具，快速浸入到熔融三元金屬液體C中，停留5—8min，提起，快速冷卻成型。

作為本發(fā)明的另一種限定，所述步驟（1）前還設(shè)有步驟（1′），即：?

（1′）表面處理

取錫、鉛、銀，分別去除表面氧化皮。

表面去除氧化皮，保證材料純度。?

作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定，所述步驟（1）與步驟（1′）間還設(shè)有步驟（1″），即：?

（1″）純度分析

對錫、鉛、銀進(jìn)行純度分析，選用純度為99.99%以上的原材料。

對原料的純度要求較高，避免成品中雜質(zhì)含量過高、過多，影響焊接元件的使用性能。?

說明：本發(fā)明所述的“無流隔氧劇冷成型”中，“無流”是指鑄錠時(shí)金屬液無流動，避免過程中發(fā)生偏析現(xiàn)象帶來晶粒變大的可能，因此能控制鑄錠時(shí)合金的均勻度；“隔氧”是指不能讓氧氣進(jìn)入待鑄金屬液中，避免氧化物的生成影響合成材料的品質(zhì)、焊接元件的性能，待鑄金屬液本身就具有這種隔氧作用；“劇冷”，是指快速冷卻，這種冷卻方式能夠控制金屬晶粒大小不使長大。?

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進(jìn)步在于：本發(fā)明以鉛－錫－銀為原料，采用無流鑄錠成型的方法，制得的焊接材料顆粒小于50微米，且顆粒大小均勻一致，從而使焊料顆粒的熱脹系數(shù)相同，避免了焊接器件脫開、龜裂、局部熱點(diǎn)、結(jié)退化、開路、高阻、短路、熱阻增加引起的二次擊穿等現(xiàn)象，延長器件的使用壽命。本發(fā)明適用于合成航天、空客飛機(jī)、高檔汽車、高檔電器等領(lǐng)域器件用半導(dǎo)體材料的焊接材料。?

本發(fā)明下面將結(jié)合說明書附圖與具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖；?

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的合成過程示意圖。

圖中：1—模具；2—起重設(shè)備；3—待鑄金屬液；4—容器。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

一種用于集成電路封裝材料的合成方法，其工藝流程參考圖1。?

該材料以重量份數(shù)比為2：1：37的錫、銀、鉛制成，其合成方法按照以下步驟順序進(jìn)行：?

①表面處理

取錫、鉛、銀，通過機(jī)器處理扒皮實(shí)現(xiàn)表面除氧化皮。