[发明专利]用于集成电路封装的引线焊接钎料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于集成电路封装的引线焊接钎料及其制备方法和应用，属于集成电路封装制造技术领域。该引线焊接钎料按重量百分含量计，其化学成分为：Cu 20‑29％，Sn 25.0‑35.0％，Ag 3.0‑14.0％，Ti 3.0‑9.0％，Zn 9.0‑15.0％，In为余量。本发明的引线外形与传统引线不同，可以做空中复杂动作；引线的钎焊料配比导致钎焊的浸润性，使得焊接速度可以提升到集成电路级别。

技术领域

本发明涉及集成电路封装制造技术领域，尤其涉及一种用于集成电路封装的引线焊接钎料及其制备方法和应用。

背景技术

集成电路封装中内引线的焊接，六十多年以来一直沿用键合工艺完成。然而，随着芯片工艺的快速发展，芯片尺寸在三维方向不断缩小，直接将引线键合的技术水准拉升，引线直径、键合间距不断降低，键合工艺水平的提升空间越来越小，引线键合似乎快要走到尽头。

集成电路封装今后还需要引线吗？倒装焊(flip chip)、凸点工艺已发展到一定的程度，少部分高端集成电路采用倒装焊封装业已量产，引线会被取代吗？另外，如果还需要继续发展引线焊接，那么是继续使用键合工艺，还是另谋出路？从集成电路的四个细分领域发展的不均衡和工艺技术的生产成本等方面，可以分析、得出结论：引线互联会在今后继续存在；但必须要发展可以替代键合工艺的引线焊接技术。并且，新工艺必须具备可持续发展的技术水平上升空间。

目前，集成电路的引线键合已达到很高水平：25000--27000线/小时；+/-2微米的键合精度等。业内其实在五十年前就有很多专家、学者一直在探索新的技术出路，尝试替代键合工艺的各种方案。特别是上个世纪末，越来越多的由于引线键合造成的集成电路或器件的可靠性降低或失效，引发更多的关于键合工艺的讨论。引线键合工艺的可靠性是半导体器件可靠性的一个重要组成部分,尤其对电路的长期可靠性影响很大,据国外的统计数据显示键合系统的失效占整个半导体器件失效模式比例的25％～30％。

而键合工艺引发器件或集成电路失效的根本原因，主要是键合压力的施加。因此，“去压力”是新引线互联工艺的关键。

现代焊接技术包括：熔融焊、电阻焊、钎焊和超声热压焊。其中，只是钎焊才具备在无压力的条件下能够实施焊接。钎焊分为硬钎焊(高于450℃焊接)、软钎焊(低于450℃焊接)两种工艺，显然软钎焊更适合集成电路封装中的引线焊接。具体到引线焊接的温度限制：必须介于引线焊接前、后两工艺(粘片工艺、塑封工艺)的工艺温度之间，也就是可供选择温度范围是：300—200℃。因此，选择合适的钎焊料熔化点在此温度范围内是关键点；其次，是该钎焊料的可焊性、焊点的机械和理化特性；最重要的是该钎焊料的导热、导电性。

专利CN201510890564所公开的钎焊料用于半导体功率器件引线焊接是将激光钎焊技术运用于半导体器件封装生产中。然而由于集成电路的引线焊接的速度、焊点间距及焊点大小都不同于功率器件，集成电路引线焊接所需要的钎焊料在浸润性、导热导电性方面都要更好。

另外，集成电路引线焊接过程中，引线在空中需要做复杂的、连续动作以达到设计线弧要求。专利CN201510890564所公开的钎焊工艺由于需要三束激光相互配合完成焊接，动作过于复杂，无法完成集成电路的引线高速焊接。因此，在集成电路引线焊接中需要研发一种新的钎焊料、新的引线、及新的引线钎焊工艺。

发明内容

本发明要解决以上技术问题，提供一种用于集成电路封装的引线焊接钎料及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于集成电路封装的引线焊接钎料，按重量百分含量计，其化学成分为：Cu20-29％，Sn 25.0-35.0％，Ag 3.0-14.5％，Ti 3.0-9.0％，Zn9.0-15.5％，In为余量。