高功率激光器封裝材料為何選用預(yù)鍍金錫焊料鎢銅熱沉

一， 半導(dǎo)體材料的性能要求決定了采用預(yù)鍍金錫焊料鎢銅熱沉解決封裝問(wèn)題

半導(dǎo)體材料通常具有較低的熱膨脹系數(shù)，功率半導(dǎo)體芯片在工作時(shí)會(huì)有高的熱量散出。隨著芯片功率密度的提高，未來(lái)芯片的封裝對(duì)散熱提出更加迫切的需求。因此，電子封裝熱沉材料得到廣泛研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

熱沉材料由于要與芯片緊密貼裝，需要考慮以下兩大基本性能要求 ：

1、高熱導(dǎo)率和匹配的熱膨脹系數(shù)。高熱導(dǎo)率可實(shí)現(xiàn)快速散熱，保證芯片在適宜的溫度下正常工作。

2、與半導(dǎo)體材料相匹配的熱膨脹系數(shù)能減小熱沉、芯片以及各封裝材料之間的熱應(yīng)力，避免開(kāi)裂脫離等導(dǎo)致芯片過(guò)燒的情況發(fā)生。

二，為何尋找采用預(yù)鍍金錫焊料鎢銅熱沉

鎢銅合金是鎢和銅組成既不互溶又不形成金屬間化合物的兩相單體均勻混合的組織，實(shí)際上是一種假合金。鎢銅合金用粉末冶金方法制備而成，既有鎢的低膨脹特性，又具有銅的高導(dǎo)熱特性。通過(guò)改變材料的成分，鎢銅合金的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)電導(dǎo)熱性可以加以調(diào)整，從而給材料的使用提供了便利。常見(jiàn)的鎢銅合金牌號(hào)及其材料性能參數(shù)如下表所示。

預(yù)鍍金錫焊料鎢銅熱沉的優(yōu)勢(shì)

大功率半導(dǎo)體激光器的出光面與焊層的距離僅為數(shù)微米，倘若焊料過(guò)厚，焊接時(shí)被擠出的焊料容易導(dǎo)致pn結(jié)短路。常規(guī)的金錫預(yù)成形焊片厚度加工至10 μm以下非常困難，加工成本很高。與之相反地，通過(guò)鍍膜工藝則可以輕松地將熱沉上金錫焊料厚度控制在這一范圍。同時(shí)，芯片焊接在預(yù)鍍金錫焊料的金屬基熱沉上無(wú)須額外使用其它互連材料，有利于提高封裝效率。

基于自主研發(fā)的金錫焊料沉積技術(shù)，先藝電子可供應(yīng)預(yù)鍍金錫焊料的各類(lèi)鎢銅熱沉，并提供熱沉的金錫鍍膜加工服務(wù)。即便金錫焊料厚度達(dá)10 μm，先藝電子借助獨(dú)特的工藝路線(xiàn)也可為客戶(hù)提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。同時(shí)，在多年積累的精密工裝治具開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)加持下，可以實(shí)現(xiàn)在不同形狀熱沉表面預(yù)鍍金錫焊料。

三，預(yù)鍍金錫焊料鎢銅熱沉應(yīng)用領(lǐng)域

     預(yù)鍍金錫焊料鎢銅熱沉產(chǎn)品可以很好的控制焊接空洞率來(lái)保證良好的散熱，被廣泛應(yīng)用于射頻、微波、激光等行業(yè)。

1，高功率射頻器件

基站射頻放大器

衛(wèi)星上行通道射頻放大器

微波放大器

2，大功率光電器件

半導(dǎo)體激光器

光學(xué)平面集成電路模塊

高亮度發(fā)光二極管

3，高壓電力電子器件

IGBT

HEMT

四，目前預(yù)鍍能做到哪些？

目前根據(jù)客戶(hù)需求，可提供預(yù)鍍金錫焊料金屬基熱沉產(chǎn)品加工能力如下：

金錫焊料厚度：2~10 μm ± 20%

金錫焊料成分：成分比例可選，Au：70~80±5 wt.%

金屬基熱沉材質(zhì)：W90Cu10、W85Cu15 等

熱沉鍍層：Ni/Au、Ni/Au/Ni/Au 等