一种用于芯片封装的预成型焊片结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于芯片封装的预成型焊片结构，包括依次设置的基材、金属化层以及焊层，所述焊层包括第一焊料和第二焊料，所述第一焊料与所述金属化层连接，所述第一焊料的熔点低于所述金属化层的熔点，所述第二焊料的熔点高于所述第一焊料的熔点，以便于所述第一焊料与所述金属化层之间、所述第二焊料与所述第一焊料之间分别形成冶金结合界面，从而提升焊层自身内部结合力和焊层与基材的结合力，相较于传统的涂覆制作方式，此预成型焊片结构自身强度更高，确保焊层在使用过程中无脱落现象产生，同时不影响后续的焊接使用，提升产品良率。良率。良率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于芯片封装的预成型焊片结构


[0001]本技术涉及半导体封装
，特别涉及一种用于芯片封装的预成型焊片结构。

技术介绍

[0002]随着电力、高铁以及电动汽车等的快速发展，对大功率半导体器件的需求在快速增长。在大功率器件封装中，利用金属引线键合将芯片电极与基板或者引线框架进行互连，实现过流。其中，金属引线一般采用铝线或者铜线，铝线的键合价格低廉，但成球性不佳、拉伸和耐热性较差等原因，器件可靠性较差；铜线的拉伸、剪切强度和延展性方面优于铝线，但容易造成基板断裂、硅坑和虚焊等一系列问题。
[0003]为了解决利用铜线键合工艺所出现的问题，现有技术通过在芯片上预制一层铜缓冲层(将银膏涂布在铜基材上)，以保护芯片免受铜线键合工艺的损伤，同时提升模块的可靠性，但是该铜缓冲层上的焊层容易脱落，且脱落量不可控，会引起后续的打线不良，导致产品良率及可靠性下降。
[0004]因此，现有技术有待发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提出一种用于芯片封装的预成型焊片结构，旨在提升焊层自身内部结合力和焊层与基材的结合力，确保焊层在使用过程中无脱落现象产生，同时不影响后续的焊接使用，提升产品良率。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]本技术提供了一种用于芯片封装的预成型焊片结构，包括依次设置的基材、金属化层以及焊层，所述焊层包括第一焊料和第二焊料，所述第一焊料与所述金属化层连接，所述第一焊料的熔点低于所述金属化层的熔点，所述第二焊料的熔点高于所述第一焊料的熔点，所述第一焊料与所述金属化层之间、所述第二焊料与所述第一焊料之间分别形成冶金结合界面。
[0008]进一步地，所述基材的厚度为20～200um。
[0009]进一步地，所述金属化层的厚度为0.1～3um。
[0010]进一步地，所述第一焊料采用锡或铟材质，所述第二焊料采用铜、银或金材质。
[0011]进一步地，所述基材采用铜、钼或者铁镍合金材质。
[0012]本技术技术方案具有的有益效果：
[0013]本技术的预成型焊片结构通过在基材上设置金属化层和焊层，焊层包括第一焊料和第二焊料，第一焊料与金属化这样层连接，第一焊料的熔点低于金属化层的熔点，第二焊料的熔点高于第一焊料的熔点，以便于低熔点的第一焊料与高熔点的金属化层之间、以及低熔点的第一焊料与高熔点的第二焊料之间分别形成冶金结合界面，从而提升焊层自身内部结合力和焊层与基材的结合力，相较于传统的涂覆制作方式，此预成型焊片结构自
身强度更高，确保焊层在使用过程中无脱落现象产生，同时不影响后续的焊接使用，提升产品良率。
附图说明
[0014]图1是本技术预成型焊片结构的结构示意图。
[0015]附图标记说明：
[0016]100
‑
预成型焊片结构，10
‑
基材，20
‑
金属化层，31
‑
第一焊料，32
‑
第二焊料，40
‑
冶金结合界面。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0019]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0021]请参考图1，本技术提供了一种用于芯片封装的预成型焊片结构100，包括依次设置的基材10、金属化层20以及焊层，所述焊层包括第一焊料31和第二焊料32，所述第一焊料31与所述金属化层20连接，所述金属化层20起到过渡层的作用，其中一侧与所述基材10形成金属键结合，另外一侧用于与所述第一焊料31，增加所述基材10选择的普适性。
[0022]在一些实施例中，所述基材10采用铜、钼或者铁镍合金材质，厚度为20～200um，如所述基材10优选采用无氧铜箔，所述金属化层20采用银，厚度为0.1～3um，通过在无氧铜箔上沉积银以完成所述基材10的金属化。
[0023]其中，所述第一焊料31的熔点低于所述金属化层20的熔点，所述第二焊料32的熔点高于所述第一焊料31的熔点，所述第一焊料31与所述金属化层20之间、所述第二焊料32与所述第一焊料31之间分别形成冶金结合界面40，从而提升焊层自身内部结合力、以及所述焊层与所述基材10的结合力，相较于传统的涂覆制作方式，此预成型焊片结构100自身强度更高，确保所述焊层在使用过程中无脱落现象产生，同时最外的第二焊料32表面保持完整，不影响后续的焊接使用，提升产品良率。
[0024]本申请的金属化层20、第一焊料31以及第二焊料32之间采用瞬时液相扩散焊方法
焊接，低熔点的金属元素快速融化，与毗邻的高熔点金属颗粒形成冶金结合界面，即所述第一焊料31分别在所述金属化层20、第二焊料32的接触面融化而形成冶金结合界面，所形成的预成型焊片结构100可应用在大功率IGBT和SiC MOSFET模块等元器件的焊接封装上。
[0025]优选地，所述第一焊料31采用锡或铟材质，所述第二焊料32采用铜、银或金材质。
[0026]本技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本技术的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之列。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于芯片封装的预成型焊片结构，其特征在于，包括依次设置的基材、金属化层以及焊层，所述焊层包括第一焊料和第二焊料，所述第一焊料与所述金属化层连接，所述第一焊料的熔点低于所述金属化层的熔点，所述第二焊料的熔点高于所述第一焊料的熔点，所述第一焊料与所述金属化层之间、所述第二焊料与所述第一焊料之间分别形成冶金结合界面。2.根据权利要求1所述的预成型焊片...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树福，
申请(专利权)人：深圳芯源新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：