【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体互连材料，具体为一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点及其制备方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车、智能电网、航空航天等领域的迅速发展，功率电子器件的封装对于低温互连，高温服役的要求越来越高。传统锡基焊料无法耐受350℃以上的高温，而常见的高温焊料由于熔点过高容易造成电子元器件损坏。目前研究的新型低温连接工艺如瞬时液相烧结(tlps)及纳米颗粒烧结(nps)等方式存在连接层孔洞较多、烧结压力过大、生成脆硬性的金属间化合物(imcs)影响连接强度等缺点，因此亟需一种新型连接工艺与材料。
2、电磁压制(electromagnetic compaction，简称emc)工艺可以利用瞬时释放的巨大磁脉冲力对粉末进行压制，制得的预成型焊片具有高致密度的优点。且这一工艺不需要使用有机溶剂，压制成型的预成型焊片可以直接用于烧结连接，并且满足了对连接层互连工艺简单、环保、高效的要求。同时，在材料方面，铜银(cu@ag)核壳粉末结合了异种材料优势，改善了单一材料属性，有效解决了银迁移和铜氧化等问题，同时还表现出耐高温的特性，对于电子行业具有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点及其制备方法，该制备方法基于电磁压制成型和应力促进烧结，电磁压制得到的具有大量应力的预成型焊片，在后续烧结过程中能够促进焊片的烧结连接。
2、具体而言，本专利技术提供一种基于电磁压制成型和应
3、所述上下基板均为铜基板。
4、在本专利技术的一些具体实施方案中，基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备包括如下步骤：
5、s1：对上基板、下基板进行打磨，所述的上、下基板均为铜基板；
6、s2：取适量的银为外壳、铜为内核的核壳粉末均匀的铺于电磁压制装置的模具型腔中，运用电磁压制工艺进行压制成型；电磁压制过程中放电电压为4000-4800v，放电次数为2-4次；
7、s3：对所述s1制备的基板和所述s2制备的预成型焊片进行清洗；
8、s4：将处理完的预成型焊片立即置于上下基板中间，构成三明治结构，将三明治结构复合焊片立即放置入热压模具中，然后立即烧结炉抽真空至-0.1mpa进行烧结，烧结参数为加热速率10℃/min、加热至300℃保温1h，最后随炉冷却。
9、本专利技术还提供了一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点具体制备方法包括如下步骤：
10、s1：对上基板、下基板进行打磨，所述的上、下基板均为铜基板；
11、s2：取适量的银为外壳、铜为内核的核壳粉末均匀的铺于电磁压制装置的模具型腔中，运用电磁压制工艺进行压制成型；电磁压制过程中放电电压为4000-4800v，放电次数为2-4次；
12、s3：对所述s1制备的基板和所述s2制备的预成型焊片进行清洗；
13、s4：将处理完的预成型焊片立即置于上下基板中间，构成三明治结构，将三明治结构复合焊片立即放置入热压模具中，然后立即烧结炉抽真空至-0.1mpa进行烧结，烧结参数为加热速率10℃/min、加热至300℃保温1h，最后随炉冷却。
14、在本专利技术的一些具体实施方案中，上述步骤s2中的电磁压制过程中放电电压为4000-4800v，放电次数为2-4次。
15、本专利技术还提供一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
16、将银为外壳、铜为内核的核壳粉末通过电磁压制工艺压制成预成型焊片，然后将预成型焊片置于上下基板中间，构成三明治结构，将三明治结构的复合焊片通过应力促进烧结的方式进行烧结，制备得基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊片；
17、所述上下基板均为铜基板。
18、在本专利技术的一些具体实施方案中，所述s1中对上基板、下基板进行打磨的方法为采用不同粗糙度的砂纸依次进行打磨，其砂纸粗糙度分别为800、1200、2000目。
19、在本专利技术的一些具体实施方案中，所述s2中的电磁压制过程中放电电压为4400v，放电次数为2-3次。
20、在本专利技术的一些具体实施方案中，所述s3中的清洗为使用盐酸、酒精和去离子水进行清洗。
21、在本专利技术的一些具体实施方案中，所述s4中烧结的参数为抽真空至-0.1mpa进行烧结，加热速率10℃/min、加热至300℃保温1h。
22、在本专利技术的一些具体实施方案中，对所述s4制备的复合焊片进一步处理，分别用5％稀盐酸进行酸洗，再分别用酒精以及去离子水进行清洗，并将焊片表面水渍吹干。
23、在本专利技术的一些具体实施方案中，所述s2制备的预成型焊片φ16mm，厚度为80-120μm。
24、在本专利技术的一些具体实施方案中，所述s2制备的预成型焊片φ16mm，厚度为100μm。
25、对比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
26、本专利技术通过电磁压制(electromagnetic compaction，简称emc)工艺瞬时释放的巨大磁脉冲力对粉末进行压制，得到高致密度的预成型焊片；在后续的烧结连接中有效减低烧结层孔隙率，实现高效连接的作用。同时，在材料方面，铜银(cu@ag)核壳粉末结合了异种材料优势，改善了单一材料属性，有效解决了银迁移和铜氧化等问题，同时还表现出耐高温的特性，对于电子行业具有广泛的应用前景。本专利技术制备工艺简单，绿色环保，制成的预成型焊片致密度良好，且有着内部应力可促进后续与基板烧结互连的优点。
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1.一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点，其特征在于，通过以下制备方法制备而成：将银为外壳、铜为内核的核壳粉末通过电磁压制工艺压制成预成型焊片，然后将预成型焊片置于上下基板中间，构成三明治结构，将三明治结构的复合焊片进行烧结，制备得基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点；
2.如权利要求1所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点，其特征在于，所述焊点的制备包括如下步骤：
3.一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，所述S1中对上基板、下基板进行打磨的方法为采用不同粗糙度的砂纸依次进行打磨，其砂纸粗糙度分别为800、1200、2000目。
6.如权利要求4所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，所述S2中的电磁压制过程
7.如权利要求4所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，所述S3中的清洗为使用盐酸、酒精和去离子水进行清洗。
8.如权利要求4所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，所述S4中烧结的参数为抽真空至-0.1MPa进行烧结，加热速率10℃/min、加热至300℃保温1h。
9.如权利要求4所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，对所述S4制备的复合焊片进一步处理，分别用5％稀盐酸进行酸洗，再分别用酒精以及去离子水进行清洗，并将焊片表面水渍吹干。
10.如权利要求4-9任一项所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，所述S2制备的预成型焊片直径为16mm，厚度为80-120μm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点，其特征在于，通过以下制备方法制备而成：将银为外壳、铜为内核的核壳粉末通过电磁压制工艺压制成预成型焊片，然后将预成型焊片置于上下基板中间，构成三明治结构，将三明治结构的复合焊片进行烧结，制备得基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点；
2.如权利要求1所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点，其特征在于，所述焊点的制备包括如下步骤：
3.一种基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.如权利要求3所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的基于电磁压制成型和应力促进烧结制备而成的焊点的制备方法，其特征在于，所述s1中对上基板、下基板进行打磨的方法为采用不同粗糙度的砂纸依次进行打磨，其砂纸粗糙度分别为800、1200、2000目。
6.如权利要求4所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俐，谢玲珠，王倩，庹城炯，陈志文，赵维玮，刘维，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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