李　波，夏俊生，李寿胜

(北方通用电子集团有限公司214所 微电子部，安徽 蚌埠 233042)



厚膜混合微电子芯片共晶焊工艺研究

李波，夏俊生，李寿胜

(北方通用电子集团有限公司214所 微电子部，安徽 蚌埠 233042)

为满足散热和封装内部气氛控制要求，厚膜混合微电子多采用芯片共晶焊工艺。采用分组试验的方法，通过内部气氛检测、X射线照相等试验手段，得到了共晶焊工艺中的关键工艺方案。

厚膜混合微电子；共晶焊；内部气氛检测；X射线照相；工艺方案

高功率和高可靠性是厚膜混合微电子电路的2个重要发展方向，高功率电路要求功率器件粘接达到较低热阻，而以某“航天专项工程电子元器件标准要求”为代表的高可靠标准，则要求在125 ℃、1 000 h的稳态寿命试验后，空腔内部主要气氛指标要达到氮气含量≥98%、水汽含量≤3 000 mg/L、氧气含量≤2 000 mg/L以及二氧化碳含量≤2 000 mg/L。这2个方向决定了应采用共晶焊工艺替代传统的环氧树脂粘接工艺。

对于2种或2种以上金属构成的二元或多元合金(通常是二元或三元)，其单种金属的熔点可能很高，但不同金属按一定比例配比所形成合金的熔点却可以明显降低，这时的合金则称为共晶合金[1]，利用共晶合金将多个裸芯片焊接到同一个厚膜混合电路基板上，称为多芯片共晶。对共晶焊可靠性验证最常见的方式是通过X射线照相检查，检查芯片底部未焊接面积与芯片面积的比值，称为空洞率检查，常规电路空洞率一般要求<50%，某“航天专项工程电子元器件标准要求”则要求<25%。

共晶焊一般按照助焊剂的添加，分为有助焊剂共晶焊和无助焊剂共晶焊，下述将对这2方面进行工艺可靠性研究。……