一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊膏及制備方法，特別涉及一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏 及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 當(dāng)前，半導(dǎo)體器件中的半導(dǎo)體芯片主要通過(guò)Sn/Pb/Ag系或Sn/Pb系合金焊膏將其 焊接在框架中。由于焊膏中合金熔點(diǎn)較高，通常280°C~320°C，在高溫下焊接時(shí)往往出現(xiàn) 焊點(diǎn)空洞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響半導(dǎo)體器件的性能和可靠性。專(zhuān)利CN102049631A中添加了高熔點(diǎn) 的硬脂酸或二聚酸來(lái)改善焊點(diǎn)中的空洞，并且大多生產(chǎn)者在焊接過(guò)程中通過(guò)氮?dú)獗Ｗo(hù)和氫 氣還原來(lái)降低焊膏中焊粉的氧化，從而降低焊點(diǎn)中的空洞率，但均未能從根本上減少空洞 的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在提供一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，有效降低焊膏在半導(dǎo)體芯 片封裝中產(chǎn)生的焊點(diǎn)空洞，成品率高，產(chǎn)品可靠性高。
[0004] 本發(fā)明所述半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞焊膏，其特征在于該焊膏由助焊膏與Sn/Pb/ Ag或Sn/Pb系合金焊粉組成，助焊膏占焊膏重量的8~20%。
[0005] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述助焊膏由下述重量百分比的組分組成：高沸點(diǎn)溶劑25~ 45% ;低沸點(diǎn)溶劑5~15% ;活性劑5~20% ;松香及松香衍生物30~45% ;觸變劑3~ 12% ;表面活性劑(λ 3~5% ;緩蝕劑(λ 01~2%。
[0006] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述高沸點(diǎn)溶劑主要包括2-乙基-1，3-己二醇、二甘醇丁醚、二乙 二醇己醚、二乙二醇辛醚、三甘醇丁醚、三丙二醇丁醚中的一種或多種。
[0007] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述低沸點(diǎn)溶劑為沸點(diǎn)80~150°C的溶劑，主要包括異丙醇、異丁 醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚、硝基乙烷中的一種或多種。
[0008] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述活性劑主要包括：丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬 二酸、癸二酸、水楊酸、蘋(píng)果酸、苯基丁二酸、甲基丁二酸、鄰苯二甲酸中的一種或多種。也可 含有二溴丁二酸、二溴丁烯二醇、十六烷基三甲基溴化銨、二乙胺鹽酸鹽、環(huán)己胺鹽酸鹽中 的一種或多種含齒活性劑。
[0009] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述松香及松香衍生物主要包括：氫化松香、聚合松香、歧化松香、 改性松香的一種或幾種。
[0010] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述觸變劑主要包括：十二羥基硬脂酸、氫化蓖麻油、改性氫化蓖 麻油、乙撐雙硬脂酸酰胺、脂肪酸酰胺、聚酰胺中的一種或多種。
[0011] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述表面活性劑主要包括硅氧烷基表面活性劑或含氟表面活性 劑，如聚二甲基硅氧烷、烷基改性二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、芳烷基改性甲 基烷基聚硅氧烷、FC-4430、FC-4432、FSN-100 等。
[0012] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述緩蝕劑包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-乙基咪唑、對(duì)苯 二酚、二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的一種或多種。
[0013] -種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏的制備方法，焊膏由助焊膏與Sn/Pb/Ag系 或Sn/Pb系合金焊粉組成，助焊膏占焊膏重量的8~20 %，將上述原料按比例在助焊膏生產(chǎn) 釜中加熱溶解后冷卻至室溫可得到助焊膏，將助焊膏與焊粉混合攪拌得到焊膏。
[0014] 研宄發(fā)現(xiàn)，焊點(diǎn)中空洞的形成過(guò)程如下：隨著焊接溫度的升高，焊膏中的溶劑逐漸 揮發(fā)，焊膏被沖出若干通道，形成大量空隙，焊粉熔化融合后將部分空隙填滿，而未填滿的 空隙便形成空洞。
[0015] 本發(fā)明所述焊膏在焊接初期，可在焊膏內(nèi)快速形成一定數(shù)量的細(xì)小通道，利于焊 膏溶劑和活性劑的揮發(fā)氣體導(dǎo)出，避免在焊膏中形成過(guò)多或過(guò)大的空隙，從而降低焊粉熔 化后融合的難度，從根本上減少了焊點(diǎn)中的空洞。 具體實(shí)施例：
[0016] 實(shí)施例1 :
[0017] 助焊膏重量配比，％ :
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：該焊膏由助焊膏與Sn/Pb/Ag系 或Sn/Pb系合金焊粉組成，助焊膏占焊膏重量的8~20%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的助 焊膏由下述重量百分比的組分組成：高沸點(diǎn)溶劑25~45% ;低沸點(diǎn)溶劑5~15% ;活性劑 5~20% ;松香及松香衍生物30~45% ;觸變劑3~12% ;表面活性劑0. 3~5% ;緩蝕劑 0· 01 ~2%〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 高沸點(diǎn)溶劑主要包括2-乙基-1，3-己二醇、二甘醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三 甘醇丁醚和三丙二醇丁醚中的一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 低沸點(diǎn)溶劑指沸點(diǎn)80~150°C的溶劑，主要包括異丙醇、異丁醇、乙二醇單甲醚、乙二醇單 乙醚、乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚和硝基乙烷中的一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 活性劑主要包括：丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、水楊酸、蘋(píng)果 酸、苯基丁二酸、甲基丁二酸和鄰苯二甲酸中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 活性劑主要也可含有二溴丁二酸、二溴丁烯二醇、十六烷基三甲基溴化銨、二乙胺鹽酸鹽 和環(huán)己胺鹽酸鹽中的一種或多種含鹵活性劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 松香及松香衍生物主要包括：氫化松香、聚合松香、歧化松香和改性松香的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 觸變劑主要包括：十二羥基硬脂酸、氫化蓖麻油、改性氫化蓖麻油、乙撐雙硬脂酸酰胺、脂肪 酸酰胺和聚酰胺中的一種或多種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述的 表面活性劑主要包括硅氧烷基表面活性劑或含氟表面活性劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅氧烷基表面活性劑或含氟表面活性劑包括聚二甲基硅 氧燒、烷基改性^甲基硅氧烷、聚釀改性聚^甲基硅氧烷、芳烷基改性甲基烷基聚硅氧烷、 FC-4430、FC-4432 和 FSN-100 的一種或多種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏，其特征在于：所述 的緩蝕劑包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-乙基咪唑、對(duì)苯二酚、二乙醇胺、三乙醇胺和 三異丙醇胺中的一種或多種。
12. -種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏的制備方法，其特征在于：焊膏由助焊膏與 Sn/Pb/Ag系或Sn/Pb系合金焊粉組成，助焊膏占焊膏重量的8~20%，將上述原料按比例 在助焊膏生產(chǎn)釜中加熱溶解后冷卻至室溫可得到助焊膏，將助焊膏與焊粉混合攪拌得到焊 膏。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片封裝用低空洞率焊膏及其制備方法，該焊膏由助焊膏與Sn/Pb/Ag系或Sn/Pb系合金焊粉組成，助焊膏占焊膏重量的8～20％。它是由助焊膏和Sn/Pb/Ag系或Sn/Pb系合金焊粉混合組成；本發(fā)明通過(guò)獨(dú)特的配方設(shè)計(jì)，可有效降低焊膏在半導(dǎo)體芯片封裝中產(chǎn)生的焊點(diǎn)空洞，成品率高，產(chǎn)品可靠性高。
【IPC分類(lèi)】B23K35-363, B23K35-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104668818
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510024509
【發(fā)明人】朱捷, 趙朝輝, 盧茂成, 張煥鹍
【申請(qǐng)人】北京鵬瑞中聯(lián)科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日