[發明專利]預成型擴散焊接

在審

• 申請號: 202011229130.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112786468A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: A·海因里希;K·勒斯爾;K·特魯諾夫;A·昂勞
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/488
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊

1.一種將半導體管芯接合到襯底的方法，所述方法包括：

將焊料預成型件施加到所述半導體管芯的金屬區域或所述襯底的金屬區域，所述焊料預成型件具有30μm的最大厚度以及比所述半導體管芯的所述金屬區域和所述襯底的所述金屬區域更低的熔點；

經由擴散焊接工藝并且在不直接向所述半導體管芯施加壓力的情況下，在所述半導體管芯的所述金屬區域與所述襯底的所述金屬區域之間形成焊接接頭；以及

設置所述擴散焊接工藝的焊接溫度，使得所述焊料預成型件熔化并且與所述半導體管芯的所述金屬區域和所述襯底的所述金屬區域完全反應，以在整個所述焊接接頭中形成一個或多個金屬間相，所述一個或多個金屬間相中的每個的熔點高于所述焊料預成型件的熔點和所述焊接溫度。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述焊料預成型件具有15μm的最大厚度。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述焊料預成型件具有7μm的最大厚度。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述半導體管芯的所述金屬區域和所述襯底的所述金屬區域包括相同的金屬或金屬合金，并且其中，通過所述擴散焊接工藝在整個所述焊接接頭中形成單一金屬間相。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述焊料預成型件包括Sn、Zn、In、Ga、Bi、Cd或其任何合金。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述焊料預成型件包括Sn/Ag/Cu、Sn/Ag、Sn/Ag/Sb、Sn/Sb、Sn/Cu或Au80/Sn20。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述襯底是引線框架或金屬夾具，并且其中，所述襯底的所述金屬區域是所述引線框架或所述金屬夾具的管芯附接區域。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述襯底包括陶瓷，并且其中，所述襯底的所述金屬區域是附接到所述陶瓷的金屬層。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述金屬層包括和/或鍍覆有Cu、Ni、Ag、Au、Pd、Pt、NiV、NiP、NiNiP、NiP/Pd、Ni/Au、NiP/Pd/Au或NiP/Pd/AuAg。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述半導體管芯的所述金屬區域是施加到所述半導體管芯的后側或前側的金屬層。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述金屬層包括和/或鍍覆有Cu、Ni、Ag、Au、Pd、Pt、NiV、NiP、NiNiP、NiP/Pd、Ni/Au、NiP/Pd/Au、NiP/Pd/AuAg、NiV/Ag、NiV/Au或NiSi/Ag。

12.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述焊料預成型件施加到所述半導體管芯的所述金屬區域或所述襯底的所述金屬區域包括：

向所述襯底施加第一液體；

在所述襯底上放置所述焊料預成型件，其中，所述第一液體通過表面張力維持所述焊料預成型件相對于所述襯底的位置；

向所述焊料預成型件施加第二液體；以及

在所述焊料預成型件上放置所述半導體管芯，其中，所述第二液體通過表面張力維持所述半導體管芯相對于所述焊料預成型件的位置。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述擴散焊接工藝包括：

在真空爐中放置布置在所述焊料預成型件和所述襯底上的所述半導體管芯；

向所述真空爐中引入甲酸；以及

將所述真空爐的溫度提升到所述焊接溫度一段持續時間，在所述一段持續時間內，所述焊料預成型件熔化并且與所述半導體管芯的所述金屬區域和所述襯底的所述金屬區域完全反應以在不直接向所述半導體管芯施加壓力的情況下，在整個所述焊接接頭中形成所述一個或多個金屬間相。