[發(fā)明專利]一種可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210231067.7
• 申請(qǐng)日: 2012-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN102717204A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董志強(qiáng);岳躍忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海灣電子（山東）有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/26
• 分類號(hào): B23K35/26
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝芯片與金屬引出片焊接的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料。?

背景技術(shù)

對(duì)于電子行業(yè)半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管、橋堆等均具有封裝外殼、芯片和金屬引出片。這些半導(dǎo)體器件都需要進(jìn)行半導(dǎo)體芯片和金屬引出片之間的焊接，目前所使用的現(xiàn)有的焊接材料在焊接過程中會(huì)在焊接高溫下熔化，致使焊料層的厚度是難以控制的，有時(shí)焊接完成后焊料層厚度會(huì)很薄。由于封裝外殼和金屬引出片在高溫焊接時(shí)和在焊接完成冷卻時(shí)脹力是不同的，會(huì)不同程度的擠壓半導(dǎo)體芯片，產(chǎn)生一定是壓力，若是焊料層厚度過于薄，沒有足夠的緩沖作用，擠壓的壓力直接作用在半導(dǎo)體芯片上，導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片一定程度的損壞，影響了半導(dǎo)體器件的使用性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的缺陷而提供一種可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料，該焊接材料可以有效地控制焊接后焊料層的厚度，使用簡單方便。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料，包括以下重量份的組分：合金焊料A?78～89份，金屬鋁0.5～1份，粘合劑21.5～10份；其中合金焊料A由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：鉛91%～93%，錫4%～6%，銀5%～1%；所述的金屬鋁為鋁顆粒。

所述的可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料，包括以下重量份的組分：合金焊料A?80份，金屬鋁1份，粘合劑19份；其中合金焊料A由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：鉛92.5%，錫5%，銀2.5%。

所述鋁顆粒的粒徑為20um～60um。

所述的粘合劑為助焊劑。該助焊劑的主要成分為松香液或者有機(jī)溶液。

所述的焊接材料為粘稠的膏狀體。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所采用的焊接材料中合金焊料A的熔點(diǎn)為283℃，金屬鋁的熔點(diǎn)為550℃。在320℃～420℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行焊接時(shí)，本發(fā)明的焊接材料中的合金焊料A熔化將金屬引出片與半導(dǎo)體芯片焊接為一體，而焊接材料中的金屬鋁熔點(diǎn)為550℃，高于焊接溫度，焊接時(shí)不會(huì)熔化，并且金屬鋁以鋁顆粒存在于該焊接材料中，有一定粒徑，因此半導(dǎo)體芯片通過該焊接材料與金屬引出片焊接后的焊料層厚度就大于或等于鋁顆粒的最大粒徑，可以在制備該焊接材料時(shí)通過調(diào)整掌控鋁顆粒的粒徑，達(dá)到控制焊接后焊料層厚度的目的，從而有效的避免出現(xiàn)因焊料層厚度難以控制而使得焊料層厚度過于薄的現(xiàn)象。

同時(shí)合金焊料A與鋁顆粒的硬度均小于半導(dǎo)體芯片與金屬引出片的硬度，因此，當(dāng)封裝外殼造成的擠壓壓力通過金屬引出片作用到半導(dǎo)體芯片上時(shí)，合金焊料A與鋁顆粒先變形，起到一定有效的緩沖作用，避免擠壓壓力直接作用在半導(dǎo)體芯片上，起到保護(hù)半導(dǎo)體芯片的效果。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

實(shí)施例一

該可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料，包括以下重量份的組分：合金焊料A?78份，金屬鋁0.5份，粘合劑21.5份；其中合金焊料A由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：鉛91%，錫4%，銀5%；所述的金屬鋁為鋁顆粒。所述粘合劑為助焊劑，主要成分松香液或者有機(jī)溶液。在抽真空的條件下，按照上述各組分重量份的配比加入混合攪拌均勻，制成粘稠的膏狀體，最后成品進(jìn)行針管封裝。金屬鋁以鋁顆粒存在于該焊接材料中，鋁顆粒的粒徑為20?um～60um之間皆可。

實(shí)施例二

該可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料，包括以下重量份的組分：合金焊料A?80份，金屬鋁1份，粘合劑19份；其中合金焊料A由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：鉛92.5%，錫5%，銀2.5%；所述的金屬鋁為鋁顆粒。所述粘合劑為助焊劑，主要成分松香液或者有機(jī)溶液。在抽真空的條件下，按照上述各組分重量份的配比加入混合攪拌均勻，制成粘稠的膏狀體，最后成品進(jìn)行針管封裝。金屬鋁以鋁顆粒存在于該焊接材料中，鋁顆粒的粒徑為20?um～60um之間皆可。

實(shí)施例三

該可控制焊接后焊料層厚度的焊接材料，包括以下重量份的組分：合金焊料A?89份，金屬鋁1份，粘合劑10份；其中合金焊料A由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：鉛93%，錫6%，銀1%；所述的金屬鋁為鋁顆粒。所述粘合劑為助焊劑，主要成分松香液或者有機(jī)溶液。在抽真空的條件下，按照上述各組分重量份的配比加入混合攪拌均勻，制成粘稠的膏狀體，最后成品進(jìn)行針管封裝。金屬鋁以鋁顆粒存在于該焊接材料中，鋁顆粒的粒徑為20?um～60um之間皆可。

?????當(dāng)使用本發(fā)明所述的焊接材料時(shí)，在焊接過程中該焊接材料中的合金焊料A熔化將金屬引出片與半導(dǎo)體芯片焊接成一體，而該焊接材料中的金屬鋁不會(huì)熔化，此時(shí)金屬鋁以鋁顆粒存在于該焊接材料中，具有一定粒徑，從而使得焊接完成后的焊料層厚度大于或等于鋁顆粒的最大粒徑，避免出現(xiàn)焊料層厚度過于薄的現(xiàn)象。同時(shí)，鋁顆粒的硬度均小于半導(dǎo)體芯片與金屬引出片的硬度，當(dāng)封裝外殼產(chǎn)生的擠壓壓力作用時(shí)，鋁顆粒先變形，起到一定有效的緩沖作用，避免擠壓壓力直接作用在半導(dǎo)體芯片上，起到保護(hù)半導(dǎo)體芯片的效果。?