[发明专利]大面积大功率器件硅片与钼散热垫板钎焊料

说明书

本发明涉及铝银锗合金，用作大面积大功率器件硅片与钼散热垫板钎焊的钎焊料。

目前国内外使用铝或铝-硅共晶合金来钎焊大面积大功率器件硅片与散热垫板，其工艺为在700±20℃，真空或保护气氛中保温1小时进行钎焊。这种工艺由于需高温和长时间加热，这样造成铝(铝-硅合金)熔体会侵蚀硅片，使硅片的有效厚度减小，影响器件性能；其二，由于硅片，钼散热垫板热膨胀系数的差异，高的钎焊温度易使硅片碎裂和变形，影响器件的使用性能，甚至使器件报废。

本发明的目的在于克服铝(铝-硅)焊料的不足，提供一种熔化温度较低的新型焊料，使之能在较低温度下直接钎焊硅片与钼散热垫板，对硅片的侵蚀很少。

本发明的技术解决方案是：在铝中加入银，锗，选择加入硅，组成新的铝银锗合金钎焊料。

本发明合金钎焊料的组成(重量％)为：Ag5-52，Al30-70，Ge10-50，选择加入Si，Si加入量为0-6；最佳组成(重量％)为：Ag20-51，Al35-45，Ge14-35，Si选择加入量为0-6。 

合金中含Al、Ag、Ge、(Si)，组成一个较低熔点的共晶型合金，加入Ag、Si是为了减少对Si片的侵蚀，加入Al，Ge是为了改善对Si片，钼散热垫板的浸润性，便于钎焊。

本发明的合金用液态轧制技术制备。

本发明的钎焊料的优点在于能降低钎焊温度，使Si片与钼散热垫板形成牢固的结合，减少焊料对Si片的侵蚀，其性能列于表1中。

表1.铝(铝-硅)与本发明钎焊料性能比较

    焊料名称  熔点℃  钎焊温度℃ 对Si片最大侵蚀    Al  660  700±20  90mm    Al-Si12  577  700±20  45mm    本发明  416-430  570±20  32mm

实施例：

 序号                成分(重量％) 开始熔化  温度℃ 熔化终止  温度℃  钎焊温度     ℃  Ag  Al  Ge  Si  1  52  34  14   416   429  570±20  2  36.8  32.74  30.46   418   433  570±20  3  22.41  44.7  32.89   418   432  570±20  4  5  45  50   421   431  570±20  5  31.2  44.8  18  6   417   497  570±20  6  51  34  14  1   416   437  570±20  7  10  70  20   416   574  650±20