真空烧结工艺应用研究
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装后 的芯 片 ，底 部 空洞较 多 ，热 阻较 大 ，工 作 时发 出的大量 热量无 法通 过有 效途 径传 输 到外壳 ，从 而
领域得 到了比较广泛 的应用 ，取得 了较好效果。
１烧 结 机 理
两 种 不 同的 金 属 可 在 远 低 于 各 自的熔 点 温 度
下 ，按 一定 比例 形成 共熔 合金 ，这 个较 低 的温度 即
ｅ ｐ ｒ ｎ ｓ ｎ ｒｄ ｃ ｉ ． ｘ ｅｉ ｔ ｄｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｍｅ ａ ｏ Ｋ ｙ Ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｔｇ ａｅ ｉ ｕｔ Ｐ ｗｅ ｈ ； ａ ｕ ｍ Ｊ ｉｔ ｇ ｅ ｒ ｓ Ｈ ｂ ｉ Ｉ ｅ ｒｔ ｄＣｒ ｉ ｏ ｒ ｉ Ｖ ｃ ｕ ｏｎｉ ｄｎ ｃ ； ｃｐ ｎ
金属 和载 体焊 接面 ，焊 料与 焊接 层金 属 和载体 焊接
面 的金 属 发生 物理 化学 反应 ，生 成一 定量 的金 属 间
剂，一般在空气或氮气保护下焊接 ，难免具有较多 的 空洞。近几年来 ，真空烧结＿ Ｔ艺在功率混合集成 电路
ห้องสมุดไป่ตู้
化合物 ，然后在冷却到共熔点 以下 的过程 中 ，通过焊
Ｄ ｃ ｍｅ ｔ ｏ ｅ Ａ Ａｒｉｌ ：Ｏ １３ ７ （０１０ ．０ ３０ ｏ ｕ ｎ ｄ ： ｔ ｅｌ １０ ．４ ４２ １ｌ１０ ２ ．５ Ｃ ｃ Ｄ
在 功率 混合 集成 电路 中 ，需要 用 到功率 芯 片 。 对 于功率 芯 片的组 装 ，目前 主要存 在 的 问题是 ：组
原辉 （ ９ 一 ）．男 ，毕业于安徽大学 ，工程 师，从事厚膜混 合集成 电路组 装工艺研究工作。 １ ８１
电子 工 艺 技 术
呈 型
墨
导致 了工作 时结 温过 高 ，降低 了器 件 的丁作 寿命 ， 个别产 品 由于结 温过 高而 产生 了热 奔击 穿失 效 。采 用通 常 的工 艺 如 银 浆 导 电胶 粘 接 工 艺 和 回 流焊 工 艺往往存 在很 多不 足 ，主要 原 因是银 浆导 电胶 具有
较 大 的 热 阻 和 较 差 的 导 热 性 能 ，因 此 不 适 用 于 功 率
中图 分类号 ：Ｔ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１０ — ４ ４（ ０ １ Ｏ —０ ２ — ５ Ｎ５ ０ １３ ７ ２ １ ） １ ０ ３ ０
Ａｐ ｌ ｄＳ ｕ ｙｏ ａ ｕ ｍ Ｊ ｉｔｎ ｒ ｃ ｓ ｐｉ ｔ ｄ ｆＶ ｃ ｕ ｏ ｎ ｉｇＰ ｏ ｅ ｓ ｅ
ＹＵ ｉ ＡＮ Ｈｕ
Ｉｈ ３ｈ ｅ ｅ ｒｈｌｓｉ ｔ ｆ Ｅ ＣＨ ｆｉ２ ０ ８ ． ｈｎ Ｊ Ｔ ｅ４ ｔ ｓａｃ ｔ ｕｅｏ Ｔ ｅｅ ３ ０ ８ Ｃ ｉａ Ｒ ｎ ｔ Ｃ
Ａ ｓ ｒ ｃ ： ｒｄ ｉ ａ ａ ｓ ｍｂ ｒ ｃ ｓ ｕ ｈ ａ ｉ ｅ ａ ｈ ｓｖ ｔａ ｈ ｎ ｒ ｅ ｌ ｓ ｌｅｉ ａ ｍ ｅ ｑ ｉ ｍ ｎｓｏ ｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｏ ｌ ｓ ｅ ｌ ｐｏ ｅ ｓｓ ｃ ｓｓ ｖ ｒ ｄ ｅ ｉ ａ ｔｃ ｍｅ ｔ ｆ ｗ ｏｄ ｒ ｇ ｃ ｎ ｅ ｔ ｅ ｕｒ ｅ ｔ ｆ ａ ｔｎ ｙ ｌ ｅ ｏ ｒ ｏ ｎ ｔ ｒ ｅ
Ｈｇ ｏ ａｅａｄｈ ｈｔｅｍ ｌｅｉ ａｃ ｓｓ ｏ ｒｄｃ ｑ ａｔ ａｅ ｏ ｅ ｈ ｕ ｈ ａｕｍ ｊｎｉ ｒｃｓ ｖｒｉ ｙ ｉ ｖｉ ｒ ｎ ｉ ｈｒ ａ ｒｓ ｔｎｅｒ ｋ ｏ ｕｔ ｕｌｙ ｒ ｓｌ ｄｔｒ ｇ ｃｕ ｉ ｎ ｐｏｅｓ ｅ ｆ ｄｂ ｈ ｄ ｔ ｇ ｓ ｉ ｔｐ ｉ ｖ ｏ ｖ ｏ ｔｇ ｉｅ
一
为 它 们 的低 共 熔 点 。烧 结 工 艺就 是 在 芯 片 和 载体
（ 基片或 管壳 ）之 间放 人一 合 金薄 片 （ 焊料 ），在
定的真 空或 保护 气氛 中加 热 到合金 共熔 点使 其融
熔 ，熔化 成液 态 的合金 浸润 整个 芯 片衬底 的焊 接层
芯片的组 装 。而 回流焊 工艺 ，由于焊 膏 中含有 助焊
ｌ ｅ ａｒ ｉ ａｃ ａｄ ｉ ｌｂｉ ｏ ｅ ｈｂｄｉｅｒ ｅ ｒｕ。 ｅ ｓｍ ｌ ｐ ｃｓ ｎｍ ｄ ａｕｍｊｎｉ ｒ ｏ ｔ ｒ ｌｅ ｓ ｎｅ ｎ ｇ ｒ ｉ ｉｙｎ ｗ ｒ ｙｒ ｔｇ ｔｄ ｉ ｉ Ａｎｗ ａ ｅ ｂ ｒ ｅｓ ａ ｅ ｃｕ ｉ ｎ ｆ ｗ ｈ ｍ ｓ ｔ ｈ ｈ ｅａ ｌ ｉｐ ｉ ｎ ａ ｃｃ ｔ ｔ ｓ ｙ ｏ ｖ ｏ ｔｇｏ
电子 工 艺 技 术
２１年 １月 ００ １
Ｅｅ ｔｏ ｉｓＰ ｏ ｅ ｓＴ ｃ ｎ ｌｇ ｌｃ ｒ ｎｃ ｒ ｃ ｓ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
真 空 烧 结 工 艺 应 用 研 究
原辉
（ 中国电子科技集团公司 第４ 研究所 ，安徽 合肥 ２ ０ ８ ） ３ ３０８
摘
要 ：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
ｐ ｗｅ ｃ ｉ ｉ ｐｅ ｅ ｔｄ ｉ ｆ ｅ ｃ ａｔｒ ｔ ｕ ｌｙｉ ｔｅｔｃ ｎ ａ ｐｏｅ ｓｔｇ ｔｅ ｔ ｌ ａ ｔ ｏｕｉ ｓａｅｄｓｕ ｓｄ ｏ ｒ ｈｐ ｓ ｒｓｎｅ ，ｔ ｉ ｌ ｎ ｅｆｃｏｓ ｏｑ ａｔ ｈ ｅｈ ｉ ｌ ｒｃ ｓ ｏ ｅｈ ｒ ｈｒ ｅ ｎ ｌ ｏ ｒ ｉ ｓ ｅ． ｓｎ ｕ ｉ ｎ ｃ ｗｉ ｅ ｖ ｓ ｔ ｎ ｃ
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 。 关键词 ：混合集成 电路 ；功率芯 片 ；真 空烧结
领域得 到了比较广泛 的应用 ，取得 了较好效果。
１烧 结 机 理
两 种 不 同的 金 属 可 在 远 低 于 各 自的熔 点 温 度
下 ，按 一定 比例 形成 共熔 合金 ，这 个较 低 的温度 即
ｅ ｐ ｒ ｎ ｓ ｎ ｒｄ ｃ ｉ ． ｘ ｅｉ ｔ ｄｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｍｅ ａ ｏ Ｋ ｙ Ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｔｇ ａｅ ｉ ｕｔ Ｐ ｗｅ ｈ ； ａ ｕ ｍ Ｊ ｉｔ ｇ ｅ ｒ ｓ Ｈ ｂ ｉ Ｉ ｅ ｒｔ ｄＣｒ ｉ ｏ ｒ ｉ Ｖ ｃ ｕ ｏｎｉ ｄｎ ｃ ； ｃｐ ｎ
金属 和载 体焊 接面 ，焊 料与 焊接 层金 属 和载体 焊接
面 的金 属 发生 物理 化学 反应 ，生 成一 定量 的金 属 间
剂，一般在空气或氮气保护下焊接 ，难免具有较多 的 空洞。近几年来 ，真空烧结＿ Ｔ艺在功率混合集成 电路
ห้องสมุดไป่ตู้
化合物 ，然后在冷却到共熔点 以下 的过程 中 ，通过焊
Ｄ ｃ ｍｅ ｔ ｏ ｅ Ａ Ａｒｉｌ ：Ｏ １３ ７ （０１０ ．０ ３０ ｏ ｕ ｎ ｄ ： ｔ ｅｌ １０ ．４ ４２ １ｌ１０ ２ ．５ Ｃ ｃ Ｄ
在 功率 混合 集成 电路 中 ，需要 用 到功率 芯 片 。 对 于功率 芯 片的组 装 ，目前 主要存 在 的 问题是 ：组
原辉 （ ９ 一 ）．男 ，毕业于安徽大学 ，工程 师，从事厚膜混 合集成 电路组 装工艺研究工作。 １ ８１
电子 工 艺 技 术
呈 型
墨
导致 了工作 时结 温过 高 ，降低 了器 件 的丁作 寿命 ， 个别产 品 由于结 温过 高而 产生 了热 奔击 穿失 效 。采 用通 常 的工 艺 如 银 浆 导 电胶 粘 接 工 艺 和 回 流焊 工 艺往往存 在很 多不 足 ，主要 原 因是银 浆导 电胶 具有
较 大 的 热 阻 和 较 差 的 导 热 性 能 ，因 此 不 适 用 于 功 率
中图 分类号 ：Ｔ ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号：１０ — ４ ４（ ０ １ Ｏ —０ ２ — ５ Ｎ５ ０ １３ ７ ２ １ ） １ ０ ３ ０
Ａｐ ｌ ｄＳ ｕ ｙｏ ａ ｕ ｍ Ｊ ｉｔｎ ｒ ｃ ｓ ｐｉ ｔ ｄ ｆＶ ｃ ｕ ｏ ｎ ｉｇＰ ｏ ｅ ｓ ｅ
ＹＵ ｉ ＡＮ Ｈｕ
Ｉｈ ３ｈ ｅ ｅ ｒｈｌｓｉ ｔ ｆ Ｅ ＣＨ ｆｉ２ ０ ８ ． ｈｎ Ｊ Ｔ ｅ４ ｔ ｓａｃ ｔ ｕｅｏ Ｔ ｅｅ ３ ０ ８ Ｃ ｉａ Ｒ ｎ ｔ Ｃ
Ａ ｓ ｒ ｃ ： ｒｄ ｉ ａ ａ ｓ ｍｂ ｒ ｃ ｓ ｕ ｈ ａ ｉ ｅ ａ ｈ ｓｖ ｔａ ｈ ｎ ｒ ｅ ｌ ｓ ｌｅｉ ａ ｍ ｅ ｑ ｉ ｍ ｎｓｏ ｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｏ ｌ ｓ ｅ ｌ ｐｏ ｅ ｓｓ ｃ ｓｓ ｖ ｒ ｄ ｅ ｉ ａ ｔｃ ｍｅ ｔ ｆ ｗ ｏｄ ｒ ｇ ｃ ｎ ｅ ｔ ｅ ｕｒ ｅ ｔ ｆ ａ ｔｎ ｙ ｌ ｅ ｏ ｒ ｏ ｎ ｔ ｒ ｅ
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为 它 们 的低 共 熔 点 。烧 结 工 艺就 是 在 芯 片 和 载体
（ 基片或 管壳 ）之 间放 人一 合 金薄 片 （ 焊料 ），在
定的真 空或 保护 气氛 中加 热 到合金 共熔 点使 其融
熔 ，熔化 成液 态 的合金 浸润 整个 芯 片衬底 的焊 接层
芯片的组 装 。而 回流焊 工艺 ，由于焊 膏 中含有 助焊
ｌ ｅ ａｒ ｉ ａｃ ａｄ ｉ ｌｂｉ ｏ ｅ ｈｂｄｉｅｒ ｅ ｒｕ。 ｅ ｓｍ ｌ ｐ ｃｓ ｎｍ ｄ ａｕｍｊｎｉ ｒ ｏ ｔ ｒ ｌｅ ｓ ｎｅ ｎ ｇ ｒ ｉ ｉｙｎ ｗ ｒ ｙｒ ｔｇ ｔｄ ｉ ｉ Ａｎｗ ａ ｅ ｂ ｒ ｅｓ ａ ｅ ｃｕ ｉ ｎ ｆ ｗ ｈ ｍ ｓ ｔ ｈ ｈ ｅａ ｌ ｉｐ ｉ ｎ ａ ｃｃ ｔ ｔ ｓ ｙ ｏ ｖ ｏ ｔｇｏ
电子 工 艺 技 术
２１年 １月 ００ １
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真 空 烧 结 工 艺 应 用 研 究
原辉
（ 中国电子科技集团公司 第４ 研究所 ，安徽 合肥 ２ ０ ８ ） ３ ３０８
摘
要 ：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
ｐ ｗｅ ｃ ｉ ｉ ｐｅ ｅ ｔｄ ｉ ｆ ｅ ｃ ａｔｒ ｔ ｕ ｌｙｉ ｔｅｔｃ ｎ ａ ｐｏｅ ｓｔｇ ｔｅ ｔ ｌ ａ ｔ ｏｕｉ ｓａｅｄｓｕ ｓｄ ｏ ｒ ｈｐ ｓ ｒｓｎｅ ，ｔ ｉ ｌ ｎ ｅｆｃｏｓ ｏｑ ａｔ ｈ ｅｈ ｉ ｌ ｒｃ ｓ ｏ ｅｈ ｒ ｈｒ ｅ ｎ ｌ ｏ ｒ ｉ ｓ ｅ． ｓｎ ｕ ｉ ｎ ｃ ｗｉ ｅ ｖ ｓ ｔ ｎ ｃ
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 。 关键词 ：混合集成 电路 ；功率芯 片 ；真 空烧结