无压惰性气氛银烧结层空洞率影响因素研究

在Si C功率模块的封装中,银烧结技术被认为是连接芯片到基板最为合适的技术。裸铜表面无压银烧结技术无需在芯片表面施加压力,降低芯片损伤风险;基板铜层无需贵金属镀层,提高了烧结层的可靠性,降低了材料成本。对裸铜表面无压银烧结技术展开研究,对于6.3 mm×6.3 mm及以下面积的芯片得到了空洞情况良好的烧结层。对影响烧结层空洞率的因素进行了研究,分析了芯片面积、烧结温度曲线、抽真空步骤和贴片质量对烧结层空洞率的影响。     

真空烧结与隧道炉烧结工艺的应用比较

摘要：针对功率芯片组装热阻小、可靠性高的技术要求,通过试验和生产验证,将真空烧结工艺与隧道烧结炉工艺进行对比,证明真空烧结工艺可以解决生产中存在的空洞较多和热阻较大的质量问题。     

大功率芯片+DCB焊接的改良及应用

介绍了功率器件及芯片与它们结合部件DCB和基板的焊接同时完成。用真空方法能够把焊接空洞率降到低于1%。同时介绍了一台真空焊接系统模型和它的工艺过程及机械结构。最后提出了存在的问题。     

真空烧结工艺应用研究

在功率混合集成电路中,对功率芯片的组装要求热阻小和可靠性高,在这方面传统的芯片组装方法如银浆导电胶粘结或者回流焊接往往不能满足要求.介绍了功率芯片的一种新的组装工艺--真空烧结工艺,并对工艺实施过程中影响质量的因素以及解决办法进行了论述.通过试验和生产验证,证明真空烧结工艺解决了生产中存在的空洞较多和热阻较大等质量隐患...     

IGBT模块超声检测缺陷判据研究

焊层缺陷是影响功率模块寿命和可靠性的主要因素之一,主要采用有限元仿真的研究方法,模拟了焊层缺陷位置、大小等因素对IGBT模块热性能的影响,得到不同的缺陷情况与模块热性能的对应关系并进行拟合,计算出焊层空洞大小临界值,提出了一种IGBT模块超声检测缺陷判据标准。芯片-基板焊层单个空洞率需≤2%,基板-底板焊层单个空洞率需≤2%,芯片-基板焊层整体空洞率与基板-底板焊层整体空洞率之和需≤10%。     

芯片真空金锡共晶焊接中的气压控制

真空共晶焊接是用真空共晶炉实现芯片与载体互连的一种重要的焊接工艺。对于需要共晶的芯片,其与载体间共晶焊接的空洞率会直接影响到芯片工作时的散热及其输出功率。重点针对无工装施加压力条件下真空共晶炉内抽真空、加压、泄压等工艺展开试验研究,分析不同的炉内气压与空洞率之间的关系。试验结果表明,在焊料熔化形成空洞时增加气压、在焊料凝固后排气降压,对降低焊接空洞率有明显改善。     

Si3N4覆铜基板的界面空洞控制技术

为满足新一代SiC基功率模块的先进封装需求,研究了Si3N4覆铜活性金属焊接(AMB)基板的界面空洞控制技术,使Si3N4陶瓷与铜箔界面处的空洞率低于1％.选用Ag-Cu-Ti活性金属焊片作为Si3N4覆铜基板的焊料层,其中的活性组分Ti可与Si3N4生成界面反应层TiN,该材料是界面空洞控制的关键.在分析界面空洞形成机理的基础上,以空洞率为指标,对原材料前处理、AMB工艺参数(焊接压力和焊接温度)进行全因子试验设计(DOE)及方差分析,得到最佳的参数组合为:化学法与还原法相结合的原材料前处理方式,焊接压力约2N,焊接温度900℃.通过原材料前处理和AMB工艺优化的界面空洞控制技术,研制出界面空洞率小于1％的Si3N4覆铜基板,能够满足SiC.基功率模块封装基板的高可靠应用需求.     

晶圆级封装用半烧结型银浆粘接工艺

选取了一种半烧结型银浆进行粘接工艺研究,通过剪切强度测试和空洞率检测确定了合适的点胶工艺参数,并进行了红外热阻测试和可靠性测试。结果表明,该半烧结型银浆的工艺操作性好,烧结后胶层空洞率低;当胶层厚度控制在30μm左右时,剪切强度达到25.73 MPa;采用半烧结型银浆+TSV转接板的方式烧结功放芯片,其导热性能满足芯片的散热要求;经过可靠性测试后,烧结芯片的剪切强度没有下降,具有较高的稳定性和可靠性,可用于晶圆级封装中功率芯片的粘接。     

真空烧结在电子组装中的应用技术

针对功率混合集成电路中传统电子功率元件组装技术存在的主要问题,介绍了新的组装工艺设备,阐述了功率芯片真空烧结关键工艺参数及组装中的工装要求,列举了典型工装夹具实例,同时对ZSH-型真空烧结炉设备的组成、功能及特性进行了详细介绍.     

低温共烧陶瓷翘曲度改进工艺研究

提出了一种改进低温共烧陶瓷基板翘曲度的工艺方法。根据对实际工艺过程的观察及相关理论分析,发现烧结时承烧板的表面状态是影响基板翘曲度的关键因素之一,据此提出相应的改进方案,采用新型承烧板替代原有的承烧板进行烧结工艺,基板翘曲度得到了较大的改善,所烧结基板的起伏由原先的150~250μm,改善到80~110μm,较好地满足了后续微组装工艺的使用要求。     

Non-destructive imaging of defects in Ag-sinter die attach layers – A comparative study including X-ray,Scanning Acoustic Microscopy and Thermography

In typical power electronic modules several semiconductor dies such as MOSFET or IGBT are soldered to a DBC substrate. During module production the quality of the solder layers can be monitored by the use of X-ray inspection and the void rate can be determined. Recently, the more robust Ag-sinter technology is deployed for attaching the power dies to the substrate, especially for high reliability or high temperature requirements. Besides voiding also adhesion problems can occur during sintering due to multiple reasons (e.g. contamination). In contrast to volume defects, pure adhesion problems cannot be detected by means of X-rays. Accordingly, other methods have to be applied for process monitoring. The present investigation compares the advantages and disadvantages of different non-destructive imaging techniques towards the detection of defects in sinter layers. Besides X-ray, Scanning Acoustic Microscopy (SAM) and Lock-in Thermography methods (DLIT + ILIT) were studied and evaluated in terms of suitability for detecting different defect types, resolution (minimum defect sizes), inspection time and possible integration into the assembly process.     

粉料埋烧的TiO2瓷压敏和介电性质

基于一次烧结工艺,采用埋烧和裸烧两种方法制备组分相同的(Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2陶瓷。通过I-V特性、非线性系数、介电常数的测量,研究埋烧与裸烧工艺对TiO2陶瓷的电性能的影响。结果表明,采取粉料埋烧可以明显降低压敏电压、提高介电常数。     

VL020回流炉中半导体激光器芯片In焊接研究

利用VL020真空烧结炉,选用In焊料对半导体激光器芯片的焊接技术进行较为深入的研究,分别对焊接时气体保护、焊接前期芯片、热沉的处理、真空工艺过程压力的施加、夹具设计和烧结工艺曲线等因素进行实验分析。结果表明,以上参数对半导体激光器芯片的焊接均有显著的影响,在N2/H2体积分数为95%/5%气体的保护下,通过对夹具施加适当的静压力,In焊料与Au能够充分和快速润湿,实现较高的焊接质量。蔡司显微镜检测结果表明,采用焊接技术可以使半导体激光器芯片具有较低的空洞率,高达90%以上的焊透率,其焊接过程主要通过夹具装配完成,人为影响因素少,成品率高,并适用于小批量生产。     

ZHS-50真空焊接设备的控制系统

为航空、航天开发的新品真空焊接设备是一小型、高精度的机电一体化设备,采用触摸集成电控系统,取代传统按钮控制。该设备结构紧凑、性能稳定、安全可靠、自动化程度高,主要用于低温控制状态下的真空（气氛保护）焊接,广泛应用于各种电子元器件芯片组装及封装工艺中,如MCM技术中的LTCC基板,芯片与衬底的真空（气氛保护）钎焊（烧结）,该设备可以在真空定值状态下进行手工焊接和工艺自动焊接。     

Micro fabrication of stainless steel micro components using soft moulding and aqueous slurry

Presented is a fabrication process of stainless steel micro components. The fabrication process is divided into two main parts. In the first part, high quality SU-8 master moulds and their negative replicas from soft moulds are produced using photolithography and soft moulding techniques, respectively. The second part includes preparation of stainless steel slurry, filling the soft mould, obtaining the green parts, de-binding and sintering to the finial parts. The metallic slurry is investigated in details and the optimum dispersant and binder are obtained. Two different sintering conditions are investigated, vacuum and forming gas atmospheres. The effect of sintering atmospheres and temperatures on both density and linear shrinkage of the micro components are studied in details. The results show high quality micro components the same quality as the master moulds. The maximum sintered density and linear shrinkage are obtained when the samples are sintered in vacuum at 1350 °C and found to be 98.1% and 17.97%, respectively. The surface roughness of the sintered micro components is also investigated.     

BaO-Ln_2O_3-TiO_2系微波介质陶瓷的研究进展

综述了BaO-Ln2O3-TiO2(BLT)系微波介质陶瓷的发展历程、掺杂改性、粉体的制备方法、添加烧结助剂,改变烧结工艺等方面的进展。指出了高纯超细原料粉体的制备,先进的烧结设备,高精度的测试仪器与微波器件的混合集成化,是其今后的研究方向。     

烧结主抽风机高压变频改造研究与应用

本文讲述烧结厂2*180㎡烧结主抽风机高压变频改造。主抽风机是整个烧结生产过程中最重要的生产设备之一,风压、风量变化直接影响烧结矿的生产质量与数量,烧结主抽风机是主要电能消耗设备,基本占到烧结厂总电能的60%以上。运用高压变频器则可以很大程度解决这一问题。经变频改造后,系统运行趋于安全稳定,节能效果显著超预期。     

915 nm半导体激光器新型腔面钝化工艺

针对半导体激光器腔面光学灾变损伤的发生机制,设计了一种单管芯半导体激光器腔面真空解理钝化工艺方法。在真空中解理并且直接对半导体激光器腔面蒸镀钝化膜,提出用ZnSe材料作为单管芯半导体激光器真空解理工艺的钝化膜材料,发现利用真空解理钝化工艺方法和ZnSe材料作为钝化膜可以使器件输出功率提高23%。通过电致发光（EL）对半导体激光器腔面损伤机理进行分析。进一步说明对915 nm半导体激光器制备工艺中引入真空解理钝化工艺技术并且选择ZnSe作为钝化膜可以有效保护半导体激光器腔面,提高器件可靠性。     

CO2激光烧结金刚石微粉压坯的实验研究

为了改进金刚石微粉烧结体的机械性能,利用现有的激光技术,采用高功率横流CO2激光烧结金刚石微粉压坯,研究在不同的激光工艺参数下,烧结体中的金刚石微粉与金属粉末粘结的结合性能、微观结构以及形成机理。结果表明,在合适的激光工艺参数下可以得到组织结构良好的金刚石微粉压坯烧结体,显著提高烧结体的致密性和耐磨性,开辟了一种金刚石工具制造的新工艺。