[發明專利]用于面陣列封裝用銅基非晶焊球及其制備方法及封裝方法

有效

• 申請號: 201710442433.6
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107297586B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 計紅軍;梁孟;李明雨;馬鑫;黃嘉一
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院;深圳市漢爾信電子科技有限公司
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/40;B23K37/00;C22C1/03;C22C30/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 覃迎峰

1.一種面陣列的封裝方法，其特征在于：其采用銅基非晶焊球進行封裝；所述銅基非晶焊球為非晶球形Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅粉末，在面陣列封裝過程中， 所述非晶球形Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅粉末為不熔化的固體狀態，所述非晶球形Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅粉末在與熔融Sn接觸處發生擴散反應，形成焊盤-化合物層-球形粉末-化合物層-焊盤的封裝結構；

所述面陣列的封裝方法包括以下步驟：

步驟S1，在焊盤上涂覆一層焊Sn膏或者粘附一層含有助焊劑的15~25微米的Sn箔；

步驟S2，在放大鏡觀察下，在Sn膏或涂有助焊劑的Sn箔上預植Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅非晶焊球，每個焊盤均預植一個同樣目數范圍下的Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅非晶焊球粉末，再將另一涂覆了Sn膏層或粘附有含有助焊劑的Sn箔的陣列與已預植焊球的陣列對中，使中心距相同，利用夾具壓緊，使每兩個焊盤間的結構為焊盤-焊Sn膏-Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅球形粉末-焊Sn膏-焊盤、或者焊盤- Sn箔- Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅球形粉末-Sn箔-焊盤；

步驟S3，在240℃下回流3-10min后冷卻后取出封裝體。

2.根據權利要求1所述的面陣列的封裝方法，其特征在于：步驟S3中，冷卻到150度后取出封裝體。

3.根據權利要求1所述的面陣列的封裝方法，其特征在于：所述非晶球形Cu₄₆Zr₄₂Al₇Y₅粉末采用氣霧化制粉的方法制備得到。

4.根據權利要求1所述的面陣列的封裝方法，其特征在于：所述銅基非晶焊球采用以下步驟制備得到：

步驟A：在惰性氣體或氮氣保護下，按Cu、Zr、Al和Y的46:42:7:5的原子比感應熔煉Cu塊、Zr塊、Al塊和Y塊，得到母合金；

步驟B：然后把母合金分成小塊，清潔表面；然后將分成小塊的母合金進行氣霧化制粉，然后對制備得到的氣霧化的焊球粉末進行篩分。

5.根據權利要求4所述的面陣列的封裝方法，其特征在于：步驟B中，所述氣霧化制粉采用垂直霧化的方式，使用霧化氣體惰性氣體或N₂氣沖擊熔融合金，其中熔融合金的流動方向與霧化氣體的流動方向之間的角度為90度，冷卻凝固成粉末。

6.根據權利要求5所述的面陣列的封裝方法，其特征在于：步驟B中，所述惰性氣體或N₂氣的壓力為0.15~0.8Mpa，步驟A中，惰性氣體或氮氣的氣體流量為0.1~1m³/h。

7.根據權利要求4所述的面陣列的封裝方法，其特征在于：步驟B中，采用60~600目的標準篩對粉末混合體篩分成60-65目、75-80目、90-100目、150-160目和325-400目的粉末。