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标题: 焊料帖片工艺对导热性能的影响-MEMS封装工艺 [打印本页]

作者: soft 时间: 2010-10-19 21:03
标题: 焊料帖片工艺对导热性能的影响-MEMS封装工艺
在MEMS封装工艺中，常用的贴片工艺有以下几种方法：

1）导电胶粘接：导电胶是含银的具有良好导热、导电性能的环氧树脂。这种方法不要求芯片背面和基板具有金属化层，芯片粘接后，采用导电胶固化所要求的温度和时间进行固化。此外，还可以用有机树脂基对芯片进行粘接。

2）Au－Si合金共熔法：芯片背面要淀积Au层，所固定的基板上也要有金属层（一般为Au或Pd－Ag）。因为在370℃时Au和Si有共熔点，根据Au-Si相图，该温度下Au和Si的比例为69:31。

这样，在芯片烧结时，根据烧结温度就知道一定厚度的Au大约能使Si溶解多深（厚）。Au－Si合金共熔法既可在多个芯片装好后在H2（或N2）保护下的烧结炉内烧结，也可用超声熔焊法逐个芯片超声烧结。

3）Pb－Sn合金贴片：这时要求芯片背面镀Au或Ni，基板导体除Au、Pd-Ag外，也可是Cu；贴片时也是在保护气氛炉中烧结，烧结温度视Pb－Sn合金片的成分而定。

贴片工艺中必须考虑的一个重要问题是器件的散热问题。贴片常用的基板有陶瓷基板、硅基板和金属基板（如可伐：Kovar）等。在低密度和小功率器件封装中散热问题相对容易解决，但在在高密度封装和功率器件封装中，特别是将芯片贴在陶瓷基板上或进行塑料封装时，散热是一个需要认真考虑的问题。否则过多的热量积累不仅影响器件的性能，而且，会因器件的温度过高而烧毁。在封装工艺中除了热沉和散热器设计外，贴片质量的好坏也将直接影响着器件的散热性能。在焊料贴片工艺中常出现的问题是焊接层易出现孔洞，孔洞的存在对热的传导性能影响极大。在贴片工艺中，焊接孔洞的形式是多种多样的，有大的、小的孔洞，有分布在边缘和中间不同位置的孔洞等。为了简化分析过程，比较不同孔洞对焊接结点导热性能的影响，我们将焊料贴片工艺过程中出现孔洞的情况分成四类，并建立四种模型，然后用有限元方法进行详细的分析，研究不同孔洞类型及孔洞在结点中所占的不同比率对器件导热性能的影响。然后以脊型波导激光器为例分析两种大的孔洞分布形状对激光器导热性能的影响。由于目前人们未能找到避免在焊料贴片工艺中不出现孔洞或尽可能的减小孔洞的大小和数量的方法，希望这个分析对使孔洞不出现在贴片的关键位置和将孔洞大小和数量减小到何种程度有所帮助。

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