[发明专利]预成型扩散焊接

权利要求书

1.一种将半导体管芯接合到衬底的方法，所述方法包括：

将焊料预成型件施加到所述半导体管芯的金属区域或所述衬底的金属区域，所述焊料预成型件具有30μm的最大厚度以及比所述半导体管芯的所述金属区域和所述衬底的所述金属区域更低的熔点；

经由扩散焊接工艺并且在不直接向所述半导体管芯施加压力的情况下，在所述半导体管芯的所述金属区域与所述衬底的所述金属区域之间形成焊接接头；以及

设置所述扩散焊接工艺的焊接温度，使得所述焊料预成型件熔化并且与所述半导体管芯的所述金属区域和所述衬底的所述金属区域完全反应，以在整个所述焊接接头中形成一个或多个金属间相，所述一个或多个金属间相中的每个的熔点高于所述焊料预成型件的熔点和所述焊接温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成型件具有15μm的最大厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成型件具有7μm的最大厚度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体管芯的所述金属区域和所述衬底的所述金属区域包括相同的金属或金属合金，并且其中，通过所述扩散焊接工艺在整个所述焊接接头中形成单一金属间相。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成型件包括Sn、Zn、In、Ga、Bi、Cd或其任何合金。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述焊料预成型件包括Sn/Ag/Cu、Sn/Ag、Sn/Ag/Sb、Sn/Sb、Sn/Cu或Au80/Sn20。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底是引线框架或金属夹具，并且其中，所述衬底的所述金属区域是所述引线框架或所述金属夹具的管芯附接区域。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底包括陶瓷，并且其中，所述衬底的所述金属区域是附接到所述陶瓷的金属层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述金属层包括和/或镀覆有Cu、Ni、Ag、Au、Pd、Pt、NiV、NiP、NiNiP、NiP/Pd、Ni/Au、NiP/Pd/Au或NiP/Pd/AuAg。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体管芯的所述金属区域是施加到所述半导体管芯的后侧或前侧的金属层。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述金属层包括和/或镀覆有Cu、Ni、Ag、Au、Pd、Pt、NiV、NiP、NiNiP、NiP/Pd、Ni/Au、NiP/Pd/Au、NiP/Pd/AuAg、NiV/Ag、NiV/Au或NiSi/Ag。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述焊料预成型件施加到所述半导体管芯的所述金属区域或所述衬底的所述金属区域包括：

向所述衬底施加第一液体；

在所述衬底上放置所述焊料预成型件，其中，所述第一液体通过表面张力维持所述焊料预成型件相对于所述衬底的位置；

向所述焊料预成型件施加第二液体；以及

在所述焊料预成型件上放置所述半导体管芯，其中，所述第二液体通过表面张力维持所述半导体管芯相对于所述焊料预成型件的位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述扩散焊接工艺包括：

在真空炉中放置布置在所述焊料预成型件和所述衬底上的所述半导体管芯；

向所述真空炉中引入甲酸；以及

将所述真空炉的温度提升到所述焊接温度一段持续时间，在所述一段持续时间内，所述焊料预成型件熔化并且与所述半导体管芯的所述金属区域和所述衬底的所述金属区域完全反应以在不直接向所述半导体管芯施加压力的情况下，在整个所述焊接接头中形成所述一个或多个金属间相。