[发明专利]一种低α粒子金属材料的制备方法

说明书

本申请公开了一种低α粒子金属材料的制备装置，属于电子封装技术领域。其包括电解池、温度控制器、电镀电源以及过滤机，所述电解池中间设置有填充离子交换树脂的交换树脂槽，交换树脂槽两端为隔板，隔板上设有若干能够连通电解池和交换树脂槽的导通孔，位于交换树脂槽两端的电解池其中一端为阳极电解池，另一端为阴极电解池。本申请还提供了利用该制备装置获取低α粒子金属材料的方法，其通过金属盐溶液与离子交换树脂接触除去部分放射性α粒子，从而在离子交换树脂中分离出金属溶液以提供低α粒子金属。由该低α粒子金属所制备的焊接材料可以辐射较少的α粒子，因此具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于电子封装技术领域，具体涉及一种低α粒子金属材料的制备方法。

背景技术

近年来，半导体技术取得了巨大进步，但这种进步也带来了新的问题。当今的CMOS工艺已缩小至很小的尺寸，以至于芯片封装越来越容易产生故障，有些故障是可逆的，被称为软错误。

产生软错误的主要原因是高能粒子(比如常见的α粒子)与硅元素之间的相互作用而在半导体中造成的随机、临时的状态改变或瞬变。与硬错误不同的是，一个简单的复位/重写操作可以恢复受影响器件的正常运行。数字和模拟电路、传输线路和磁存储器中都可能发生软错误，但半导体存储器最易出现软错误，其原因是它们的单元尺寸较大，而且每个位保持某种状态的时间较长(因此增加了风险)。一个高能粒子与半导体衬底之间的相互作用将产生多个电子空穴对。它们在耗尽区中产生的电场将导致一次电荷漂移，从而导致电流扰动。如果这个电流移动的电荷跨越了存储单元(每个单元存储一个位)的临界电荷，所存储存数据就有可能翻转，从而导致下一次被读取时出现错误。

虽然软错误实际上只是偶尔发生，但是对于手机、平板、服务器、游戏机以及其他终端设备等关键应用中的器件来说，发生故障可能会引起严重后果。随着半导体尺寸的不断减小以及功能需求的不断增加，芯片对软错误的敏感度要求也不断提高。

尽管电离辐射的来源有许多，但是对于半导体器件封装来说，最容易导致故障的来源往往是焊接材料(简称焊料)。在半导体器件封装中，通常是用焊料将集成电路(IC)芯片连接到密封装置或基板上，如果连接IC电路的焊料中含有α粒子放射源，IC芯片附近就会发射出α粒子并导致封装的半导体器件的损害。

虽然芯片制造商越来越重视α粒子对半导体器件产生的影响，某些封装设计采用了屏蔽措施来保护IC芯片免受α粒子的影响。但这种屏蔽措施并不总是有效，而且还会增加了IC芯片封装的工艺难度。由于常用的焊接材料大都是由至少两种金属按一定比例配置成合金，比如SA35锡银无铅合金，SAC305合金，SP63有铅合金、军工产品需要的高铅合金等，因此想要获得低α粒子的合金材料，如何获得具有低α粒子放射量的金属材料就显得十分重要。

发明内容

本发明旨在提供一种低α粒子金属材料的制备方法，利用该方法能够制备出具有较低α粒子放射浓度的金属材料。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低α粒子金属材料的制备装置，包括：

电解池，其用于盛装电解液；

温度控制器，其用于控制电解液的温度；

电镀电源，其用于调整电解池中通过的电流大小；

以及过滤机，其用于过滤掉电解液中的杂质；

所述电解池中间设置有填充离子交换树脂的交换树脂槽，交换树脂槽两端为隔板，隔板上设有若干能够连通电解池和交换树脂槽的导通孔，位于交换树脂槽两端的电解池其中一端为阳极电解池，另一端为阴极电解池。

进一步限定，所述导通孔的孔径不超过1mm。

一种根据上述制备装置制备低α粒子金属材料的方法，包括如下步骤：