锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法技术

本发明专利技术公开了锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，属于焊接技术领域，本发明专利技术用于解决现有技术问题中半导体封装技术中铜铝异种金属焊接性能有待加强的问题，其中锌改性Sn材料的制备：氩气保护下，Zn颗粒进行钝化，得到预处理后的Zn颗粒；在氮气保护下，将预处理后的Zn颗粒和Sn合金粉末混合均匀，得到锌改性Sn材料；其中，Sn合金粉末以质量百分数计，包括Sb0.06～0.08％，Cu0.7～0.9％，Bi0.03～0.05％，Fe0.02～0.04％，Cd0.008％，Ag0.3～0.6％，Al0.01‑0.1％，余量为Sn；采用本发明专利技术提供的锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法得到的接头具有良好的拉伸剪切强度指标，使焊接接头在承受载荷时更不容易发生破坏，将其应用于半导体散热系统中，具有良好的气密性，保证半导体器件正常工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接，具体涉及锌改性sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法。

技术介绍

1、半导体器件如芯片、功率模块的工作依赖于“半导体材料-金属电极-外部电路”的高效连接，而铜和铝是该过程中最常用的金属材料。半导体器件散热系统中，多为铜铝异种金属连接环节，保障热量高效导出，支撑半导体器件的功能实现。其中，半导体封装流程可简化为：芯片键合→引线键合→封装成型→散热结构连接。散热路径通常为：半导体芯片→铜基板→铝散热器，这一路径中，铜基板与铝散热器的连接是核心环节，其作用是将芯片产生的热量从封装内部的铜基板高效传递至外部铝散热器，最终散发到环境中，其导热性能直接决定器件能否在安全结温(硅芯片＜150℃、sic芯片＜200℃)内稳定工作。铜具有良好的导电性和导热性能，其在电力行业得到了广泛的应用。铝导电、导热性能良好，密度低于铜，具有价格低廉的优势。将铜铝进行异种合金的连接，由于铜的熔点为1083℃，铝的熔点为658℃，两者的熔点相差较大，直接焊接的话会导致接头处存在大量的界面脆性相，还容易出现裂纹，不利于接头的长期稳定性和可靠性。同时，铜和铝的线膨胀本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，待焊接铝母材和待焊接铜母材的制备均采用以下步骤，具体为：

3.根据权利要求1所述的锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，所述超声焊接辅助为：先启动竖直超声波发生器保持2～10s，后启动倾斜超声波发生器保持8-30s；其中竖直超声波发生器对待测母材施加压力为2.5～8MPa。

4.根据权利要求1所述的锌改性Sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，...

【技术特征摘要】

1.锌改性sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锌改性sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，待焊接铝母材和待焊接铜母材的制备均采用以下步骤，具体为：

3.根据权利要求1所述的锌改性sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，所述超声焊接辅助为：先启动竖直超声波发生器保持2～10s，后启动倾斜超声波发生器保持8-30s；其中竖直超声波发生器对待测母材施加压力为2.5～8mpa。

4.根据权利要求1所述的锌改性sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，所述超声辅助焊接装置中，竖直超声波发生器和倾斜超声波发生器的功率相同且范围为600～1600w，频率为20-22khz。

5.根据权利要求1所述的锌改性sn材料作为中间层的铜铝异种金属的复合焊接方法，其特征在于，所述预处理后的zn颗粒的制备包括以下步骤：通入纯度为99.9％的氩气，流量控制为0.8～1.2l/min，持续吹扫10min排除体系内氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，刘银让，杜雲森，
申请(专利权)人：金川岛新材料科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：