[发明专利]一种超薄焊接垫片及制备方法、焊接方法与半导体器件

说明书

本申请实施例提供一种超薄焊接垫片及制备方法、焊接方法与半导体器件，涉及焊片领域。超薄焊接垫片包括：内部支撑结构，以及覆盖于内部支撑结构表面的焊料层，焊料层是采用焊料液均匀附着于内部支撑结构的表面而形成的。超薄焊接垫片的制备方法包括以下步骤：将经过表面处理工艺后的内部支撑结构浸入焊料液中，再取出、冷却。基于上述的超薄焊接垫片的焊接方法是将超薄焊接垫片放置于待焊接的焊接面之间，再进行回流焊接，形成半导体器件。该超薄焊接垫片平整、无翘曲，焊料均匀，单层厚度最小仅为5微米，能够满足高精密焊接的需求。

技术领域

本申请涉及焊片领域，具体而言，涉及一种超薄焊接垫片及制备方法、焊接方法与半导体器件。

背景技术

随着5G和大数据时代的不断推进和发展，大功率、高性能、高集成度的大尺寸芯片需求量增加，对芯片的封装方式也提出了更高的要求。在大模组的表面组装技术(SMT，Surface Mount Technology)过程中，或大芯片的封装过程中，需要进行大面积焊接，本技术领域一般是通过焊片实现高良率，均匀焊接的大面积焊接。

但是常规由焊料组成的焊片经常会出现焊接面倾斜和焊接厚度不均匀的现象，在焊接最薄处的边缘，由于温度变化和焊接模块的热涨冷缩的不同，导致应力集中，进而导致断裂和产品早期失效。为了解决上述问题，通过使用焊料层与嵌入其中的金属网组合形成带有金属网的焊料片，金属网用作支撑片可以在一定程度上减弱焊接面的倾斜和不均匀的问题。但是通常的带有金属网的焊料片是由焊料层和金属网层压合而成，该焊料条的单层厚度比较大，无法满足高密度焊接的需要，而且这种焊料条由于需要卷成卷保存，裁切后可能会存在一定的翘曲，在回流焊接时，不平整的焊料条容易出现气孔，无法保证高精密焊接的质量。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种超薄焊接垫片及制备方法、焊接方法与半导体器件，该垫片平整、无翘曲，焊料均匀，单层厚度最小仅为5微米，能够满足高精密焊接的需求。

第一方面，本申请实施例提供了一种超薄焊接垫片，其包括：内部支撑结构，以及覆盖于内部支撑结构表面的焊料层，焊料层是采用焊料液均匀附着于内部支撑结构的表面而形成的，焊料层的熔点低于内部支撑结构的熔点。

在上述技术方案中，超薄焊接垫片包括内部支撑结构和覆盖于内部支撑结构表面的焊料层，焊料层是在内部支撑结构的表面浇注附着一定厚度的焊料液而形成的，形成的超薄焊接垫片平整、无翘曲；通过引入内部支撑结构，可以将原本大厚度的焊锡层分成小厚度的焊料层，同时内部支撑结构还可以在回流焊接时提供支撑作用，焊料层熔化而内部支撑结构不会熔化，从而减少该超薄焊接垫片在回流焊接时的不均匀性，使用该超薄焊接垫片可以保证大面积焊接的厚度均匀性，提高产品的可靠性。

在一种可能的实现方式中，内部支撑结构为平整的支撑片；可选地，支撑片的厚度为3-450μm。

在上述技术方案中，本申请采用平整的支撑片作为支撑结构，形成的超薄焊接垫片平整、无翘曲；采用附着焊料液的方式形成焊料层，能够形成厚度足够小的焊料层，而且焊料均匀，能够满足高精密焊接的需求。

在一种可能的实现方式中，超薄焊接垫片为平整结构；可选地，超薄焊接垫片的单片厚度为10-1000um。

在上述技术方案中，平整结构的超薄焊接垫片能够避免卷状产品而造成的翘曲，从而超薄焊接垫片的每个焊接点的状态是一致的，实现高精密焊接。另外，采用附着焊料液的方式在支撑片的表面形成焊料层组成的超薄焊接垫片的厚度最小可以仅为10微米，由于工艺区别，该超薄焊接垫片的厚度必然会小于直接采用固体的焊料层和金属网复合在一起形成的带有金属网的焊料条。

在一种可能的实现方式中，内部支撑结构的材质为金属；可选地，内部支撑结构的材质为铜及铜合金，镍合金、铁合金，铁镍合金，铁镍钴合金和不锈纲中的一种。