一种可调AuSn合金组分的热沉的制作方法
【专利摘要】一种可调AuSn合金组分的热沉，属于半导体器件制造领域。其结构为自下而上依为热沉层(1)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)；通过在Au80Sn20合金层上蒸镀一层一定厚度的锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层的方式，调节金锡合金的组分。
【专利说明】
一种可调AuSn合金组分的热沉
技术领域
[0001 ] 一种可调AuSn合金组分的热沉，属于半导体器件制造领域，涉及一种可调AuSn合金组分的热沉及制备工艺。
【背景技术】
[0002]金锡合金焊料主要应用于微电子、光电子行业，其常用形态为预成型片、焊环、焊丝、焊膏等，其中预成型片和焊环应用最为广泛。随着电子封装技术的不断发展，对AuSn合金的制备工艺提出了更高的要求。
[0003]Au80Sn20焊料在常温下是由Au和Sn两种脆性极大的金属间化合物组成，Au和Sn的比例为80 %和20 %，具有焊接接头剪切强度高、热导率高、漫流性好、优良的抗疲劳和抗腐蚀等许多优良特性，因此被广泛应用在微电子器件、光电子器件封装中。金锡合金的熔点在共晶温度附近对成分是非常敏感的，当金的重量比大于80%时，随着金的增加，熔点会急剧提高，更重要的是合金特性随着金比例的提高发生改变。而被焊件往往都有镀金层，在焊接过程中镀金层的金会浸入焊料。在过厚的镀金层、过薄的预成型焊片、过长的焊接时间下都会使浸析入焊料的金增加而使熔点上升，这会严重影响Au80Sn20焊料的特性，从而严重影响了器件的工作性能和寿命。
【发明内容】
[0004]为了解决上述由于焊接过程中，半导体器件的电极镀金层的金会浸入焊料，以及由于镀金层过厚、预成型焊片过薄、焊接时间过长导致浸析入焊料的金增加，使Au80Sn20焊料的金的重量比增加，严重影响了Au80Sn20焊料的特性的问题，本发明提供了一种Au80Sn20合金焊料分布结构，可以有效地控制金锡合金的组分，提高了器件的工作性能和寿命O
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种可调AuSn合金组分的热沉，该热沉的结为自下而上依次为热沉层(1)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4);粘合层(2)在热沉(I)的上方，Au80Sn20合金层(3)在粘合层(2)的上方，一定厚度的锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)在Au80Sn20合金层(3)的上方。
[0006]所述的热沉层(I)采用具有散热能力的热沉材料，热沉材料为铜或钨铜或钼铜或陶瓷材料或金刚石或Si或SiC或AlSiC或CuW90或CuW55。
[0007]所述粘合层(2)为具有粘合能力的材料，为钛或铂或金材料。
[0008]所述Au80Sn20合金层(3)为金和锡重量百分含量为80 %和20 %的金锡合金材料层。
[0009]所述锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)为锡或含锡比例比Au80Sn20高的金锡合金材料，锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4)为任意厚度，厚度根据需要进行调控，低金锡层的金锡含量比例也可根据需要调节，通过蒸镀实现。
[0010]Au80Sn20合金层(3)和含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)均是分步蒸渡而得，先蒸渡一层锡，在锡的表面蒸镀一层金。
[0011 ] 一种可调AuSn合金组分的热沉，其制备过程包括如下，
[0012]SI对热沉层(I)进行清洗处理，从而去除热沉层(I)表面的氧化物，清洗完后用去离子水冲洗；
[0013]S2将清洗处理完的热沉层(I)放置蒸发台上，在热沉层(I)的表面蒸镀一层粘合层
(2)；
[0014]S3在蒸镀好粘合层(2)的表面蒸镀一层锡；
[0015]S4在S3中的锡的表面蒸镀一层金，形成Au80Sn20合金层(3);
[0016]S5在S4中得到的Au80Sn20合金表面蒸镀一定厚度的锡层或含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)。含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)的蒸镀方法也是分步蒸渡，与Au80Sn20 合金层(3)—样。
[0017]本发明的有益效果是:在金锡合金层上方加一层一定厚度的锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层材料，材料的厚度可以为I微米-2微米等任意厚度，这样便可以有效地调节金锡合金的组分。
【附图说明】
[0018]图1:本发明的主视图。
[0019]图2:实施效果图。
[0020]图3:本发明的立体图。
[0021]图中:1、热沉，2、粘合层，3、金锡合金层，4、一定厚度的锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层。
【具体实施方式】
[0022]本发明提供的一种可调金锡合金组分的热沉，但本发明并不限于以下实施例。
[0023]实施例1
[0024]一种可调AuSn合金组分的热沉:为自下而上依为热沉层(I)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)。
[0025]SI对铜热沉(I)进行清洗处理，从而去除铜热沉(I)表面的氧化铜，清洗完后用去离子水冲洗；
[0026]S2将清洗处理完的铜热沉(I)放置蒸发台上，在铜热沉(I)的表面蒸镀一层金；
[0027]S3在蒸镀好金的铜热沉金层表面蒸镀一层锡；
[0028]S4在锡的表面蒸镀一层金，形成金锡合金层Au80Sn20;
[0029]S5在金锡合金表面蒸镀一定厚度的锡层或含锡比例比Au80Sn20高的金锡层。
【主权项】
1.一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，该热沉的结为自下而上依次为热沉层(I)、粘合层(2)、Au80Sn20合金层(3)、锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4);粘合层(2)在热沉(I)的上方，Au80Sn20合金层(3)在粘合层(2)的上方，锡或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)在Au80Sn20合金层(3)的上方。2.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，热沉层(I)采用具有散热能力的热沉材料，热沉材料为铜或钨铜或钼铜或陶瓷材料或金刚石或Si或SiC或AlSiC或CuW90或CuW55。3.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，粘合层(2)为具有粘合能力的材料，为钛或铂或金材料。4.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，Au80Sn20合金层(3)为金和锡重量百分含量为80 %和20 %的金锡合金材料层。5.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，所述锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)为锡或含锡比例比Au80Sn20高的金锡合金材料。6.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，锡层或者含锡比例比Au80Sn20高的低金锡层(4)为任意厚度，厚度根据需要进行调控，低金锡层的金锡含量比例也可根据需要调。7.按照权利要求1所述的一种可调AuSn合金组分的热沉，其特征在于，Au80Sn20合金层(3)和含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)均是分步蒸渡而得，先蒸渡一层锡，在锡的表面蒸镀一层金。8.权利要求1-7任一项所述的可调AuSn合金组分的热沉得制备方法，其特征在于，包括如下步骤: SI对热沉层(I)进行清洗处理，从而去除热沉层(I)表面的氧化物，清洗完后用去离子水冲洗； S2将清洗处理完的热沉层(I)放置蒸发台上，在热沉层(I)的表面蒸镀一层粘合层(2); S3在蒸镀好粘合层(2)的表面蒸镀一层锡； S4在S3中的锡的表面蒸镀一层金，形成Au80Sn20合金层(3); S5在S4中得到的Au80Sn20合金表面蒸镀一定厚度的锡层或含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)。含锡比例比Au80Sn20高的金锡层(4)的蒸镀方法也是分步蒸渡，与Au80Sn20合金层(3)—样。
【文档编号】B23K35/14GK105880859SQ201610244921
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】崔碧峰, 郝帅, 房天啸
【申请人】北京工业大学