[发明专利]一种可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料

说明书

技术领域

本发明属于半导体封装芯片与金属引出片焊接的技术领域，具体的涉及一种可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料。 

背景技术

对于电子行业半导体器件，如二极管、三极管、桥堆等均具有封装外壳、芯片和金属引出片。这些半导体器件都需要进行半导体芯片和金属引出片之间的焊接，目前所使用的现有的焊接材料在焊接过程中会在焊接高温下熔化，致使焊料层的厚度是难以控制的，有时焊接完成后焊料层厚度会很薄。由于封装外壳和金属引出片在高温焊接时和在焊接完成冷却时胀力是不同的，会不同程度的挤压半导体芯片，产生一定是压力，若是焊料层厚度过于薄，没有足够的缓冲作用，挤压的压力直接作用在半导体芯片上，导致半导体芯片一定程度的损坏，影响了半导体器件的使用性能。 

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料，该焊接材料可以有效地控制焊接后焊料层的厚度，使用简单方便。

本发明的技术方案为：一种可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料，包括以下重量份的组分：合金焊料A 78～89份，金属铝0.5～1份，粘合剂21.5～10份；其中合金焊料A由以下质量分数的组分组成：铅91%～93%，锡4%～6%，银5%～1%；所述的金属铝为铝颗粒。

所述的可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料，包括以下重量份的组分：合金焊料A 80份，金属铝1份，粘合剂19份；其中合金焊料A由以下质量分数的组分组成：铅92.5%，锡5%，银2.5%。

所述铝颗粒的粒径为20um～60um。

所述的粘合剂为助焊剂。该助焊剂的主要成分为松香液或者有机溶液。

所述的焊接材料为粘稠的膏状体。

本发明的有益效果为：本发明所采用的焊接材料中合金焊料A的熔点为283℃，金属铝的熔点为550℃。在320℃～420℃的温度范围内进行焊接时，本发明的焊接材料中的合金焊料A熔化将金属引出片与半导体芯片焊接为一体，而焊接材料中的金属铝熔点为550℃，高于焊接温度，焊接时不会熔化，并且金属铝以铝颗粒存在于该焊接材料中，有一定粒径，因此半导体芯片通过该焊接材料与金属引出片焊接后的焊料层厚度就大于或等于铝颗粒的最大粒径，可以在制备该焊接材料时通过调整掌控铝颗粒的粒径，达到控制焊接后焊料层厚度的目的，从而有效的避免出现因焊料层厚度难以控制而使得焊料层厚度过于薄的现象。

同时合金焊料A与铝颗粒的硬度均小于半导体芯片与金属引出片的硬度，因此，当封装外壳造成的挤压压力通过金属引出片作用到半导体芯片上时，合金焊料A与铝颗粒先变形，起到一定有效的缓冲作用，避免挤压压力直接作用在半导体芯片上，起到保护半导体芯片的效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细的说明。

实施例一

该可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料，包括以下重量份的组分：合金焊料A 78份，金属铝0.5份，粘合剂21.5份；其中合金焊料A由以下质量分数的组分组成：铅91%，锡4%，银5%；所述的金属铝为铝颗粒。所述粘合剂为助焊剂，主要成分松香液或者有机溶液。在抽真空的条件下，按照上述各组分重量份的配比加入混合搅拌均匀，制成粘稠的膏状体，最后成品进行针管封装。金属铝以铝颗粒存在于该焊接材料中，铝颗粒的粒径为20 um～60um之间皆可。

实施例二

该可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料，包括以下重量份的组分：合金焊料A 80份，金属铝1份，粘合剂19份；其中合金焊料A由以下质量分数的组分组成：铅92.5%，锡5%，银2.5%；所述的金属铝为铝颗粒。所述粘合剂为助焊剂，主要成分松香液或者有机溶液。在抽真空的条件下，按照上述各组分重量份的配比加入混合搅拌均匀，制成粘稠的膏状体，最后成品进行针管封装。金属铝以铝颗粒存在于该焊接材料中，铝颗粒的粒径为20 um～60um之间皆可。

实施例三

该可控制焊接后焊料层厚度的焊接材料，包括以下重量份的组分：合金焊料A 89份，金属铝1份，粘合剂10份；其中合金焊料A由以下质量分数的组分组成：铅93%，锡6%，银1%；所述的金属铝为铝颗粒。所述粘合剂为助焊剂，主要成分松香液或者有机溶液。在抽真空的条件下，按照上述各组分重量份的配比加入混合搅拌均匀，制成粘稠的膏状体，最后成品进行针管封装。金属铝以铝颗粒存在于该焊接材料中，铝颗粒的粒径为20 um～60um之间皆可。

     当使用本发明所述的焊接材料时，在焊接过程中该焊接材料中的合金焊料A熔化将金属引出片与半导体芯片焊接成一体，而该焊接材料中的金属铝不会熔化，此时金属铝以铝颗粒存在于该焊接材料中，具有一定粒径，从而使得焊接完成后的焊料层厚度大于或等于铝颗粒的最大粒径，避免出现焊料层厚度过于薄的现象。同时，铝颗粒的硬度均小于半导体芯片与金属引出片的硬度，当封装外壳产生的挤压压力作用时，铝颗粒先变形，起到一定有效的缓冲作用，避免挤压压力直接作用在半导体芯片上，起到保护半导体芯片的效果。