环保封装焊接工艺的制作方法

文档序号:11869441阅读:836来源:国知局

本发明涉及一种环保封装焊接工艺,属于半导体焊接技术领域。



背景技术:

目前,随着ROHS指令7a)豁免条款限期即将邻近,全球对于环保的要求越来越高,当前应对的无铅焊接工艺(SnAgCu等)的材料由于熔点较低,无法满足客户高温焊接及可靠性品质要求,目前行业仍广泛采用即将被禁止使用的高比例含铅的焊接工艺,因此迫切需要推出既能满足环保(无铅化),又能满足终端客户高温焊接工艺条件,实现真正的全环保、高可靠性封装。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种环保封装焊接工艺,以解决无铅焊接工艺无法满足高温焊接要求的技术问题。

为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是,一种环保封装焊接工艺,包括以下步骤:

步骤S1,使用焊接胶将背面背银芯片与表面局部预镀银框架进行粘接,所述的焊接胶为胶状混合物,它包含有纳米银颗粒粉末、粘结剂和环氧树脂,所述纳米银颗粒粉末的纳米银颗粒的粒径范围为:200nm~3000nm;

步骤S2,将上述粘接后的半成品放入无氧或充氮的烘箱中,进行高温烧结固化,从而使芯片的镀银层与框架的镀银层之间形成牢固的银结合层,所述高温烧结固化的温度范围为:200℃~240℃;

步骤S3,将烧结固化后的产品进行清洗。

进一步,所述步骤S1中还包括对框架的装片区域进行局部镀银的步骤,形成表面局部预镀银框架。

进一步,所述步骤S1中,所述粘接步骤又分为以下步骤,

首先,表面局部预镀银框架采用点胶或蘸胶或丝网印刷工艺在装片区域涂上足够的焊接胶;

然后按照正常的装片方式将芯片贴在涂胶区域。

进一步,所述步骤S2中,所述高温烧结固化的烘烤温度曲线为:

首先,在20min~30min内从室温升温到150℃,并保持该温度30min;

然后,在20min~30min内从150℃升温至200℃~240℃,保持该温度2h;

最后,缓慢降温至室温。

进一步,所述步骤S3中,烧结固化后的产品放入到等离子清洗设备中进行等离子清洗,以清洗掉烧结过程中焊接胶高温过程中产生的挥发物。

采用了上述技术方案后,本发明具有以下有益效果:

1)在高温环境中进行烧结固化,过程中焊接胶中的纳米级银颗粒分别向芯片背面银层和框架表面镀银层间进行原子扩散,最终分别与框架镀银层、芯片镀银层间形成牢固的银结合层,结合层熔点高,能够满足器件终端的任何焊接工艺条件,该结合层强度高,导电性好,并且有很强的抗热疲劳性;

2)本发明为全环保无铅焊接工艺,完全能够满足RoHS的指令的新要求,利用本发明制造的产品焊接层熔点高,可以满足终端客户的任何焊接工艺;另外,利用本发明制造的产品的导电导热性好,提高产品的导电和散热能力;

3)本发明工艺实现简单,焊接层形成单一材质,抗热疲劳性强。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例,对本发明作进一步详细的说明。

一种环保封装焊接工艺,包括以下步骤:

步骤S1,使用焊接胶将背面背银芯片与表面局部预镀银框架进行粘接,所述的焊接胶为胶状混合物,它包含有纳米银颗粒粉末、粘结剂和环氧树脂,所述纳米银颗粒粉末的纳米银颗粒的粒径范围为:200nm~3000nm;

步骤S2,将上述粘接后的半成品放入无氧或充氮的烘箱中,进行高温烧结固化,从而使芯片的镀银层与框架的镀银层之间形成牢固的银结合层,所述高温烧结固化的温度范围为:200℃~240℃;

步骤S3,将烧结固化后的产品进行清洗。

优选地,所述步骤S1中还包括对框架的装片区域进行局部镀银的步骤,形成表面局部预镀银框架。

进一步,所述步骤S1中,所述粘接步骤又分为以下步骤,

首先,表面局部预镀银框架采用点胶或蘸胶或丝网印刷工艺在装片区域涂上足够的焊接胶;

然后按照正常的装片方式将芯片贴在涂胶区域。

优选地,所述步骤S2中,所述高温烧结固化的烘烤温度曲线为:

首先,在20min~30min内从室温升温到150℃,并保持该温度30min;

然后,在20min~30min内从150℃升温至200℃~240℃,保持该温度2h;

最后,缓慢降温至室温。

优选地,所述步骤S3中,烧结固化后的产品放入到等离子清洗设备中进行等离子清洗,以清洗掉烧结过程中焊接胶高温过程中产生的挥发物,有利于后续的焊接打线制程的生产及包封过程增强框架与塑封料的结合力。

在高温环境中进行烧结固化,过程中焊接胶中的纳米级银颗粒分别向芯片背面银层和框架表面镀银层间进行原子扩散,最终分别与框架镀银层、芯片镀银层间形成牢固的银结合层,结合层熔点高,能够满足器件终端的任何焊接工艺条件,该结合层强度高,导电性好,并且有很强的抗热疲劳性;

本发明为全环保无铅焊接工艺,完全能够满足RoHS的指令的新要求,利用本发明制造的产品焊接层熔点高,可以满足终端客户的任何焊接工艺;另外,利用本发明制造的产品的导电导热性好,提高产品的导电和散热能力;

本发明工艺实现简单,焊接层形成单一材质,抗热疲劳性强。

以上所述的具体实施例,对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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