[发明专利]一种多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法

权利要求书

1.一种多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法，其特征在于：采用预设的回流工艺将由第一基底与第二基底之间具有钎料微凸点的第一金属焊盘和第二金属焊盘形成的组合体结构进行两次或两次以上钎焊回流，每次钎焊回流后钎料全部凝固，形成微焊点，并使得微焊点中的Sn晶粒具有择优取向或织构特征，其中，预设的回流工艺至少包括在温度梯度下回流、在磁场作用下回流、在电流作用下回流以及在一定冷速下回流中的一种；

具体地，通过钎焊初次回流凝固阶段引入温度场、磁场、电场或采用不同的冷却速度，使得凝固后钎料基体Sn晶粒具有织构特征，通过在钎焊第二次回流时，采用等温回流，且当温度不高于Sn基钎料熔点45℃，保温时间不超过10min，冷却速度不超过20℃/s时，回流次数在五次以内均能使Sn基钎料基体中的Sn晶粒保持强烈的择优取向或织构特征，当温度过高或者冷却速度过大时则无择优取向特征，从而实现微焊点钎料基体Sn晶粒取向调控，形成具有择优取向特征的Sn基钎料微焊点。

2.根据权利要求1所述的多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤一：提供第一基底，在所述第一基底上制备至少一个第一金属焊盘，在所述第一金属焊盘上制备钎料微凸点，所述钎料微凸点为二元或多元的Sn基钎料；提供第二基底，在所述第二基底上制备至少一个第二金属焊盘；所述第一金属焊盘和第二金属焊盘具有相同的材质或异种的材质，且具有相同的排布图形；

步骤二：将所述钎料微凸点和第二金属焊盘一一对准，并接触放置，形成一个组合体；

步骤三：对步骤二形成的组合体结构在所述预设的回流工艺下进行第一次钎焊回流，直至液态钎料全部转变为固态钎料，并在界面形成金属间化合物层；所述第一金属焊盘和第二金属焊盘在钎焊回流后均有剩余；

所述第一次钎焊回流结束后，Sn基钎料将第一金属焊盘和第二金属焊盘连接在一起形成微焊点，且微焊点中的Sn晶粒具有择优取向或织构特征；

步骤四：选择所需的回流曲线对步骤三形成的微焊点进行第二次钎焊回流，所述回流曲线包括预热区、回流区和冷却区3个部分；

在所述第二次钎焊回流的整个过程中，使第一金属焊盘、第二金属焊盘以及钎料微凸点具有相同的温度，直至钎料微凸点由固态熔化为液态再全部凝固为固态；所述回流区的峰值回流温度比Sn基钎料的熔点高，且所述回流区在Sn基钎料的熔点以上保温一定时间后在冷却区冷却；

所述第一金属焊盘和第二金属焊盘在第二次钎焊回流后均有剩余；

所述第二次钎焊回流结束后，Sn基钎料再一次将第一金属焊盘和第二金属焊盘连接在一起形成微焊点，且微焊点中的Sn晶粒具有择优取向或织构特征。

3.根据权利要求2所述的多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤五：通过重复步骤四的操作流程，对步骤四形成的微焊点进行第N次钎焊回流，所述N不超过5；所述第N次钎焊回流结束后，所述第一金属焊盘和第二金属焊盘均有剩余，Sn基钎料再一次将第一金属焊盘和第二金属焊盘连接在一起形成微焊点，且微焊点中的Sn晶粒具有择优取向或织构特征。

4.根据权利要求2所述的多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法，其特征在于，所述第一金属焊盘和第二金属焊盘具有相同的材质或异种的材质，为Cu、Ni、Co、Pt、Pd、Au和Ag中的一种或多种，所述第一金属焊盘和第二金属焊盘为单晶、孪晶或者多晶。

5.根据权利要求4所述的多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法，其特征在于，所述第一金属焊盘和第二金属焊盘的厚度为2～100μm；所述钎料微凸点的厚度为1～500μm。

6.根据权利要求2所述的多次回流过程中调控微焊点Sn晶粒取向的方法，其特征在于，所述钎料微凸点由Sn与Ag、Cu、Zn、In、Bi、Ni、Ge、Ga、Au、P、稀土元素中的一种或多种组成的二元或多元Sn基钎料组成，且Sn的质量分数大于90％。