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大功率芯片自动共晶焊接工艺技术分析

2023-10-25

伴随着半导体材料和工艺的不断发展,大功率固态设备的应用越来越频繁,固态发射机的应用也越来越广泛。大功率芯片封闭在波导腔内,芯片的焊接质量和精度直接影响组件整体的可靠性和输出功率。

芯片焊接方法包括共晶合金(钎焊)和导电胶粘接。与导电胶粘接相比,共晶焊接具有散热能力好、接触电阻低、焊接强度高、可靠性好的特点,适用于大功率芯片的组装。手动共晶焊接存在共晶焊接精度低、一致性差、生产效率低、芯片损耗大等问题,可考虑自动共晶焊接。TO共晶机

工艺过程研究

特殊吸嘴、载体可焊性、焊片尺寸、焊接温度、摩擦参数等都是影响自动共晶焊接的因素。

专用吸嘴

由于芯片材料为GaAs,表面电路图形复杂密集,薄而脆,表面有“空气桥”等电路,可考虑选用钨钢两侧吸嘴,总长度为17.48mm,吸嘴直径为3.17mm,吸嘴两侧[敏感词]尺寸为0.11。mm,拾取芯片后,芯片突出吸嘴平面0.05毫米(吸嘴应用介绍见微组装领域的知识讨论分享另一个微波芯片金锡全自动共晶焊接技术)

研究载体表面的焊接性能

芯片载体采用Mo85Cu15材料,载体表面镀镍3-5um,镀金层不小于2um,形成芯片共晶基础膜,需要研究载体表面的稳定性和可焊性,方法如下:

将钼铜载体放置在350度的高温下加热30分钟,通过显微镜观察载体表面镀金层是否起泡,从而确定载体镀金层的稳定性。(这里可以进一步验证,可以讨论)

在确定载体涂层质量可以接受的前提下,金锡焊料在290度高温下用滑块熔化并铺展到载体表面,可以均匀铺展,表面光滑明亮,润湿性好。