[发明专利]一种电子产品用焊接基片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子及光电子产品及领域，具体涉及用于光电通信、大功率激光器以及LED电路模块的衬底基板，采用薄膜工艺制备金锡合金薄膜做为焊料的电子产品用焊接基片及其制备方法。 

背景技术

在大功率微电子器件制造工艺中，产品的功能越来越强、集成度越来越高、尺寸越来越小，功率密度越来越高，散热问题越来越突出成为产品的瓶颈。考虑到芯片在工作中产生的大热量，其结构需要有一个良好的散热通道，通常是采用钎料合金把芯片钎焊在管壳上来建立该通道。常用的钎料有2种，即SnPb系合金钎料和Au合金钎料。金基钎料比锡基或铅基钎料有较优良的热导性和较高的熔点。此外，在功率器件中，钎接头抗热疲劳特性亦是人们关注的问题，与高铅钎料相比，金基钎料具有较高的抗热疲劳性能，因此，金基钎料是性能优良的微电子器件封装用材料。常用金基钎料有AuSi、AuGe、AuSn等焊料，AuSn20合金钎料是在熔点28O～360℃ 内唯一可以替代高熔点铅基合金的钎料。金锡合金焊料具有钎焊温度适中、高的机械强度、无需助焊剂、具有良好的浸润性且对镀金层无铅锡焊料的浸蚀现象以及低粘滞性等突出优点，广泛应用于LED、激光器和光通信行业等光电子封装和高可靠性军用电子器件焊接，是光电子封装的最佳焊料，金锡合金已逐渐成为用于光电器件封装最好的一种钎焊材料。 

近几年光电通信的市场呈现快速增长的趋势，且技术要求越来越高，例如高端的光通信领域，对芯片的安装定位精度要求控制在微米级，而采用预制焊料和印制等方法制备的焊料图形精度无法满足，涂敷工艺和预制焊料只能制作固定比例的合金，且只能制作较厚的合金，涂覆工艺在安装芯片时要先在基片上手工涂覆焊料，然后再将芯片焊接上，工序复杂焊料量控制精度低，预制焊料由于合金焊料较厚使焊料图形精度低，导致芯片的焊接定位精度也较低。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要涂敷和预制焊料可直接将芯片进行焊接定位，焊料图形精度高且能够保证芯片的安装定位精度的电子产品用焊接基片以及该焊接基片的制备方法。 

本发明的电子产品用焊接基片，包括基板，所述基板上设有金属化图形层，所述金属化图形层上设有金锡薄膜层，且在金锡薄膜层与金属化图形层之间设有阻挡层，所述阻挡层为铂金属层或钯金属层或铂钯合金层或镍铂钯合金层构成的单层金属膜层，或者为具有多层金属层结构的复合金属膜层，所述复合金属膜层中的每层金属层由钨、钛、镍、铂、钯、金和铬中的一种金属或多种金属的合金构成；所述金锡薄膜层为金锡合金层，或者为金层与锡层交替复合的多层结构且最上一层为金层。 

本发明的基板可以为电子产品中常规使用的基板如氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、硅片、蓝宝石、钨铜等，所述的金属化图形层可以为薄膜工艺常用的WTi/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Ni/Au、TaN/WTi/Au、TaN/WTi/Pt/Au、WTi/Cu/Ni/Au等金属化薄膜层，即所述的光刻有金属化图形的基片包括在氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、硅片、蓝宝石、钨铜等基片表面制作好WTi/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Ni/Au、TaN/WTi/Au、TaN/WTi/Pt/Au、WTi/Cu/Ni/Au等金属化薄膜的薄膜基板。 

本发明所述阻挡层可以为三层金属层结构，由下至上依次为由钨钛合金层或镍铬合金层或铬金属层构成的下层膜、由铂金属层或钯金属层或铂钯合金层或镍铂钯合金层构成的中层膜、由金层构成的上层膜；进一步的，所述下层膜为钨钛合金层、中层膜为镍铂钯合金层、上层膜为金层为佳；钨钛合金层厚度为0.05～0.15μm、镍铂钯合金层厚度为0.2～1μm、金层的厚度为0.05～0.1μm。 

本发明所述阻挡层还可以为两层金属层结构，由下至上依次为由钨钛合金层或镍铬合金层或铬金属层构成的下层膜、由铂金属层或钯金属层或铂钯合金层或镍铂钯合金层构成的上层膜。 

本发明的阻挡层为阻止金锡薄膜在焊接过程中与底层金属化图形层之间的互相扩散。 

所述金层与锡层交替复合的多层结构中，金层与锡层的总层数为10～1000层，单层的厚度为10～500nm。 

所述金锡薄膜层的厚度为1.5～10μm。 

为使焊接更有效，可在所述金锡合金层上设有金层。 

所述金锡薄膜层区域小于等于阻挡层区域会更有利于制备高质量的基片。