一種芯片共晶焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種芯片共晶焊接方法，包括以下步驟：步驟(a)、根據(jù)墊片的大小來(lái)確定L型陶瓷定位夾具的尺寸；步驟(b)、采用激光機(jī)來(lái)劃切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具；步驟(c)、在對(duì)芯片定位的過(guò)程中，首先采用L型陶瓷定位夾具固定住墊片，然后在墊片上面放入焊片，最后在焊片上放入芯片；步驟(d)、芯片在定位夾具固定好以后，放進(jìn)真空共晶爐中采用焊接工裝進(jìn)行共晶焊接。本發(fā)明的芯片共晶焊接方法，通過(guò)激光機(jī)制備出L型陶瓷定位夾具有效解決了在共晶焊接時(shí)芯片與墊片錯(cuò)位的難題，方法簡(jiǎn)單，成本低廉，可行性強(qiáng)；整個(gè)夾具的制作采用陶瓷為基材，能提供有效的機(jī)械支撐，適用范圍廣。
【專利說(shuō)明】
一種芯片共晶焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微波毫米波微組裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種芯片共晶焊接方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]真空共晶焊接技術(shù)是近幾年來(lái)出現(xiàn)的一種利用共晶合金的特性實(shí)現(xiàn)芯片與基板、 基板與管殼、蓋板與殼體的焊接。由于共晶焊片要比導(dǎo)電膠具有更好的導(dǎo)熱特性和導(dǎo)電特性，而且隨著芯片集成產(chǎn)品功率的增加，越來(lái)越多的芯片需要采用共晶焊接代替導(dǎo)電膠粘接來(lái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。
[0003]真空共晶焊接屬于熱壓焊接方式，因此，在GaAs基芯片中要獲得高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率和低空洞率的共晶焊接效果，必須在真空焊接的過(guò)程中對(duì)芯片提供一定的壓力來(lái)使焊片在融化時(shí)能充分的鋪展開(kāi)。但在焊接的過(guò)程中對(duì)GaAs基芯片提供壓力時(shí)就特別容易造成墊片和芯片的錯(cuò)位，從而導(dǎo)致芯片焊接的失敗。
[0004]因此，如何在芯片共晶焊接時(shí)保證芯片與墊片不錯(cuò)位，是目前本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種芯片共晶焊接方法，解決芯片共晶焊接時(shí)芯片與墊片錯(cuò)位的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種芯片共晶焊接方法，包括以下步驟:
[0008]步驟(a)、根據(jù)墊片的大小來(lái)確定L型陶瓷定位夾具的尺寸；
[0009]步驟(b)、采用激光機(jī)來(lái)劃切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具；[〇〇1〇]步驟(c)、在對(duì)芯片定位的過(guò)程中，首先采用L型陶瓷定位夾具固定住墊片，然后在墊片上面放入焊片，最后在焊片上放入芯片；
[0011]步驟(d)、芯片在定位夾具固定好以后，放進(jìn)真空共晶爐中采用焊接工裝進(jìn)行共晶焊接。
[0012]可選地，所述步驟(a)中，設(shè)置L型陶瓷定位夾具的長(zhǎng)邊尺寸是對(duì)應(yīng)墊片長(zhǎng)邊尺寸的一半，L型陶瓷定位夾具的寬邊尺寸是對(duì)應(yīng)墊片寬邊尺寸的一半。
[0013]可選地，所述步驟(b)中，在激光機(jī)來(lái)劃切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具時(shí)，所采用的激光機(jī)為紫外激光機(jī)，或者為Ps激光機(jī)，激光的功率為l〇w左右。
[0014]可選地，所述步驟(c)中，設(shè)置L型陶瓷定位夾具的厚度大于墊片厚度和芯片厚度之和。
[0015]可選地，所述步驟(d)中，在焊接的過(guò)程中，焊接的溫度為300°C，焊接的時(shí)間為 90s，焊接的過(guò)程中通入的保護(hù)氣體為高純氮?dú)狻?br>[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017](1)本發(fā)明的芯片共晶焊接方法，通過(guò)激光機(jī)制備出L型陶瓷定位夾具，有效解決了在共晶焊接時(shí)芯片與墊片錯(cuò)位的難題，方法簡(jiǎn)單，成本低廉，可行性強(qiáng)；
[0018](2)整個(gè)夾具的制作采用陶瓷為基材，能提供有效的機(jī)械支撐，適用范圍廣?！靖綀D說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明提供的一種芯片共晶焊接方法的流程圖；[〇〇21]圖2為根據(jù)本發(fā)明制備的芯片共晶焊接定位夾具的工裝示意圖；
[0022]圖3為根據(jù)本發(fā)明制備的L型陶瓷定位夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇23] 附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0024]1為制備的L型陶瓷定位夾具;2為焊接墊片;3為焊接芯片。【具體實(shí)施方式】[〇〇25]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]本發(fā)明的目的在于提供一種芯片共晶焊接方法，在真空共晶焊接GaAs基芯片時(shí)， 能夠?yàn)樾酒峁┒ㄎ唬鉀Q目前真空共晶焊接芯片時(shí)芯片與墊片錯(cuò)位的難題。
[0027]因此，本發(fā)明提供了一種芯片共晶焊接方法，如圖1所示，包括以下步驟:
[0028]步驟(a)、根據(jù)墊片的大小來(lái)確定L型陶瓷定位夾具的尺寸；
[0029]步驟(b)、采用激光機(jī)來(lái)劃切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具；
[0030]步驟(c)、在對(duì)芯片定位的過(guò)程中，首先采用L型陶瓷定位夾具固定住墊片，然后在墊片上面放入焊片，最后在焊片上放入芯片；[〇〇31]步驟(d)、芯片在定位夾具固定好以后，放進(jìn)真空共晶爐中采用焊接工裝進(jìn)行共晶焊接。
[0032]所述步驟(a)中，為了能夠在焊接的過(guò)程中牢固的卡住墊片，設(shè)置L型陶瓷定位夾具的兩邊尺寸是對(duì)應(yīng)墊片兩邊尺寸的一半；
[0033]所述步驟(b)中，在采用激光機(jī)來(lái)劃切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具時(shí)，所采用的激光機(jī)為紫外激光機(jī)，或者為Ps激光機(jī)，激光機(jī)的功率為10w左右；
[0034]所述步驟(c)中，設(shè)置L型陶瓷定位夾具的厚度要大于墊片厚度和芯片厚度之和， 例如，墊片的厚度為0.12mm，芯片的厚度為0.12mm，則采用的L型陶瓷定位夾具的厚度為 0.5mm；[〇〇35]所述步驟(d)中，在焊接的過(guò)程中，焊接的溫度為300°C，焊接的時(shí)間為90s，焊接的過(guò)程中通入的保護(hù)氣體為高純氮?dú)狻?br>[0036]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明制備的芯片共晶焊接定位夾具的工裝示意圖，其中L型陶瓷定位夾具1具體的制作步驟為:根據(jù)墊片的尺寸確定L型陶瓷定位夾具的尺寸，采用的激光機(jī)為紫外激光機(jī)，或者為Ps激光機(jī)，激光機(jī)的功率為l〇w左右;采用的焊接墊片2為鉬銅墊片，厚度為〇.12mm，并且在鉬銅墊片的鍍層為Ni3/Au2;焊接芯片3采用厚度為0.12mm的GaAs 基芯片。
[0037]圖3為L(zhǎng)型陶瓷定位夾具的結(jié)構(gòu)示意圖，要求L型陶瓷定位夾具的兩邊尺寸分別為墊片兩邊尺寸的一半，并且要求L型陶瓷定位夾具的厚度要大于焊接墊片和芯片的厚度之和，經(jīng)過(guò)計(jì)算，墊片的厚度為〇.12_，芯片的厚度為0.12mm，則采用的L型陶瓷定位夾具的厚度為0.5mm。
[0038]本發(fā)明的芯片共晶焊接方法，通過(guò)激光機(jī)制備出L型陶瓷定位夾具有效解決了在共晶焊接時(shí)芯片與墊片錯(cuò)位的難題，方法簡(jiǎn)單，成本低廉，可行性強(qiáng);整個(gè)夾具的制作采用陶瓷為基材，能提供有效的機(jī)械支撐，適用范圍廣。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種芯片共晶焊接方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟(a)、根據(jù)墊片的大小來(lái)確定L型陶瓷定位夾具的尺寸；步驟(b)、采用激光機(jī)來(lái)劃切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具；步驟(c)、在對(duì)芯片定位的過(guò)程中，首先采用L型陶瓷定位夾具固定住墊片，然后在墊片 上面放入焊片，最后在焊片上放入芯片；步驟(d)、芯片在定位夾具固定好以后，放進(jìn)真空共晶爐中采用焊接工裝進(jìn)行共晶焊接。2.如權(quán)利要求1所述的芯片共晶焊接方法，其特征在于，所述步驟(a)中，設(shè)置L型陶瓷 定位夾具的長(zhǎng)邊尺寸是對(duì)應(yīng)墊片長(zhǎng)邊尺寸的一半，L型陶瓷定位夾具的寬邊尺寸是對(duì)應(yīng)墊 片寬邊尺寸的一半。3.如權(quán)利要求1所述的芯片共晶焊接方法，其特征在于，所述步驟(b)中，在激光機(jī)來(lái)劃 切相應(yīng)尺寸的L型陶瓷定位夾具時(shí)，所采用的激光機(jī)為紫外激光機(jī)，或者為Ps激光機(jī)，激光 機(jī)的功率為l〇w左右。4.如權(quán)利要求1所述的芯片共晶焊接方法，其特征在于，所述步驟(c)中，設(shè)置L型陶瓷 定位夾具的厚度大于墊片厚度和芯片厚度之和。5.如權(quán)利要求1所述的芯片共晶焊接方法，其特征在于，所述步驟(d)中，在焊接的過(guò)程 中，焊接的溫度為300°C，焊接的時(shí)間為90s，焊接的過(guò)程中通入的保護(hù)氣體為高純氮?dú)狻?br>【文檔編號(hào)】H01L21/50GK106024645SQ201610353554
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】宋志明, 李紅偉, 莫秀英, 曹乾濤, 吳紅
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十研究所, 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所