CN117817182B - 一种传感器芯片及管脚焊接材料与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传感器芯片及管脚焊接材料与方法，属于传感器加工技术领域。所述焊接材料包括SAC305焊料、助焊剂和增强剂；助焊剂的制备步骤如下：取脂松香，粉碎，油浴加热，加反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得物料A；于恒温水浴，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，加物料A，加辛二酸、三乙醇胺、OP‑10，得助焊剂；增强剂的制备步骤如下：取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，得物料B；取无水乙醇、无水乙酸混合，加钛酸四丁酯，加硝酸银，得物料C；将物料B、物料C混合，调节pH，保温，洗涤，干燥，煅烧，得增强剂；用所述焊接材料进行传感器芯片和管脚的焊接，焊接强度高，避免断裂。
Description
技术领域
本发明属于传感器加工技术领域，具体涉及一种传感器芯片及管脚焊接材料与方法。
背景技术
随着微电子技术的发展，芯片集成度越来越高，大功率集成芯片的出现，使得对芯片焊接工艺的要求越来越高，通过设置合理有效的芯片焊接工艺流程，可以提高芯片焊接工艺的可靠性，提升芯片的电路功能。特别是大功率芯片，需要充分接地，使芯片散热，这样才能保证芯片正常工作。现有的将芯片与管脚焊接的工艺通常是先采用锡膏将芯片背面的极与一个管脚焊接，然后通过焊料将芯片正面的两个极分别与管脚连接，现有的连接方式通常是将焊料放置在芯片对应的极和管脚上侧，然后使焊料融化、冷却，进而完成了芯片和管脚的焊接。但是现有的焊接技术易导致芯片或管脚的连接很不稳定，很容易断开，导致三极管或可控硅工作不稳定，使用寿命较短。
发明内容
本发明公开了一种传感器芯片及管脚焊接材料与方法，属于传感器加工技术领域。所述焊接材料包括SAC305焊料、助焊剂和增强剂；助焊剂的制备步骤如下：取脂松香，粉碎，油浴加热，加反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得物料A；于恒温水浴，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，加物料A，加辛二酸、三乙醇胺、OP-10，得助焊剂；增强剂的制备步骤如下：取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，得物料B；取无水乙醇、无水乙酸混合，加钛酸四丁酯，加硝酸银，得物料C；将物料B、物料C混合，调节pH，保温，洗涤，干燥，煅烧，得增强剂；用所述焊接材料进行传感器芯片和管脚的焊接，焊接强度高，避免断裂。
本发明要解决的技术问题：提高传感器芯片及管脚焊接强度，避免断裂。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种传感器芯片及管脚焊接材料，所述焊接材料包括如下质量份原料：
SAC305焊料 84.5-87.5质量份
助焊剂 12.5-15.5质量份
增强剂 8.2-9.6质量份；
所述SAC305焊料购买于东莞市绿志岛金属有限公司，其中SAC305焊料的合金成分为Sn96.5Ag3.0Cu0.5。
作为本发明的一种优选技术方案，所述助焊剂的制备包括以下步骤：
(11)取脂松香，粉碎，油浴加热，加入反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得到物料A；
(12)于35℃恒温水浴中，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，搅拌20-30min，加入所述物料A，搅拌2-3h，加入辛二酸、三乙醇胺、OP-10，搅拌4-6h，即得所述助焊剂。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(11)中，所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为18-22：2-3.5：2-3.5；所述控温搅拌指的是于180-220℃搅拌2-3h；所述油浴加热指的是于140℃加热4-6h。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(12)中，所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为15-20：20-30：20-30：20-30：2-4：2-4：2-3。
作为本发明的一种优选技术方案，所述增强剂的制备包括以下步骤：
(21)取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，超声震荡2-3h，得到物料B；
(22)取无水乙醇、无水乙酸混合，加入钛酸四丁酯，搅拌3-4h，加入硝酸银，搅拌2-3h，得到物料C；
(23)将所述物料B、物料C混合，搅拌2-3h，加入10mo l/L的氢氧化钠溶液调节混合物料的pH至11-12，于180℃保温18-26h，洗涤，干燥，于400-450℃、氩气氛围中煅烧1-1.5h，得到增强剂。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(21)中，所述还原氧化石墨烯、无水乙醇的配量比为10-30mg：30-40mL。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(22)中，所述无水乙醇、无水乙酸、钛酸四丁酯、硝酸银的配量比为16-20mL：3-5mL：4-6mL：16-48mg。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤(23)中，所述物料B、物料C的质量比为1-3：10。
一种传感器芯片及管脚焊接材料的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
(31)将所述SAC305焊料、助焊剂混合，搅拌3-4h，得到焊膏；
(32)将所述增强剂用电子束蒸发法沉积至待焊接的传感器铜衬板表面，形成增强层；
(33)将所述焊膏涂覆于所述增强层表面，将芯片和管脚固定于所述焊膏表面，真空焊接；
所述增强层的厚度为120-150nm；
所述焊膏的厚度为4000-5000nm；
所述电子束蒸发法的工艺参数为：电子枪电压为10-20kV、真空度≤0.5×10-3Pa、蒸发速率为0.5-0.7nm/s；
所述真空焊接的工艺参数为：焊接温度为450-550℃、保温0.5-1h、真空度≥2×10-2Pa。
本发明的有益效果：
本发明所公开的一种传感器芯片及管脚焊接材料与方法通过在传感器铜衬板表面预先沉积增强剂形成增强层，增加附着位点，使得焊膏结合更加牢固；
进一步地，通过引入片层结构的石墨烯形成多孔洞结构，增加应力分散的面积，避免应力集中，增强焊膏结合强度；
进一步地，通过增加活化酸值，使得传感器铜衬板表面裸露出来更多的活性位点，使得增强剂更易沉积在传感器铜衬板表面。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
一种传感器芯片及管脚焊接材料的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
(31)将SAC305焊料、助焊剂混合，搅拌3h，得到焊膏；
(32)将增强剂用电子束蒸发法沉积至待焊接的传感器铜衬板表面，形成增强层；
(33)将焊膏涂覆于所述增强层表面，将芯片和管脚固定于所述焊膏表面，真空焊接，从而将芯片及管脚固定在传感器铜衬板；
所述增强层的厚度为120nm；
所述焊膏的厚度为4000nm；
所述电子束蒸发法的工艺参数为：电子枪电压为10kV、真空度≤0.5×10-3Pa、蒸发速率为0.5nm/s；
所述真空焊接的工艺参数为：焊接温度为450℃、保温0.5h、真空度≥2×10-2Pa。
其中，SAC305焊料、助焊剂、增强剂的质量比为84.5：12.5：8.2；
所述SAC305焊料的合金成分为Sn96.5Ag3.0Cu0.5。
所述助焊剂的制备包括以下步骤：
(11)取脂松香，粉碎，油浴加热，加入反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得到物料A；
(12)于35℃恒温水浴中，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，搅拌20min，加入所述物料A，搅拌2h，加入辛二酸、三乙醇胺、OP-10，搅拌4h，即得所述助焊剂；
步骤(11)中，所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为18：2：2；所述控温搅拌指的是于180℃搅拌2h；所述油浴加热指的是于140℃加热4h；
步骤(12)中，所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为15：20：20：20：2：2：2。
所述增强剂的制备包括以下步骤：
(21)取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，超声震荡2h，得到物料B；
(22)取无水乙醇、无水乙酸混合，加入钛酸四丁酯，搅拌3h，加入硝酸银，搅拌2h，得到物料C；
(23)将所述物料B、物料C混合，搅拌2h，加入10mo l/L的氢氧化钠溶液调节混合物料的pH至11，于180℃保温18h，洗涤，干燥，于400℃、氩气氛围中煅烧1h，得到增强剂；
步骤(21)中，所述还原氧化石墨烯、无水乙醇的配量比为10mg：30mL；
步骤(22)中，所述无水乙醇、无水乙酸、钛酸四丁酯、硝酸银的配量比为16mL：3mL：4mL：16mg；
步骤(23)中，所述物料B、物料C的质量比为1：10。
经焊接后，芯片与管脚的结合强度为64.2MPa。
实施例2
一种传感器芯片及管脚焊接材料的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
(31)将SAC305焊料、助焊剂混合，搅拌3.5h，得到焊膏；
(32)将增强剂用电子束蒸发法沉积至待焊接的传感器铜衬板表面，形成增强层；
(33)将焊膏涂覆于所述增强层表面，将芯片和管脚固定于所述焊膏表面，真空焊接，从而将芯片及管脚固定在传感器铜衬板；
所述增强层的厚度为135nm；
所述焊膏的厚度为4500nm；
所述电子束蒸发法的工艺参数为：电子枪电压为15kV、真空度≤0.5×10-3Pa、蒸发速率为0.6nm/s；
所述真空焊接的工艺参数为：焊接温度为500℃、保温0.8h、真空度≥2×10-2Pa。
其中，SAC305焊料、助焊剂、增强剂的质量比为85.5：13.5：8.8；
所述SAC305焊料的合金成分为Sn96.5Ag3.0Cu0.5。
所述助焊剂的制备包括以下步骤：
(11)取脂松香，粉碎，油浴加热，加入反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得到物料A；
(12)于35℃恒温水浴中，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，搅拌25min，加入所述物料A，搅拌2-3h，加入辛二酸、三乙醇胺、OP-10，搅拌5h，即得所述助焊剂；
步骤(11)中，所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为20：3：3；所述控温搅拌指的是于200℃搅拌2.5h；所述油浴加热指的是于140℃加热5h；
步骤(12)中，所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为18：25：25：25：3：3：2.5。
所述增强剂的制备包括以下步骤：
(21)取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，超声震荡2.5h，得到物料B；
(22)取无水乙醇、无水乙酸混合，加入钛酸四丁酯，搅拌3.5h，加入硝酸银，搅拌2.5h，得到物料C；
(23)将所述物料B、物料C混合，搅拌2.5h，加入10mo l/L的氢氧化钠溶液调节混合物料的pH至11.5，于180℃保温22h，洗涤，干燥，于430℃、氩气氛围中煅烧1.2h，得到增强剂；
步骤(21)中，所述还原氧化石墨烯、无水乙醇的配量比为20mg：35mL；
步骤(22)中，所述无水乙醇、无水乙酸、钛酸四丁酯、硝酸银的配量比为18mL：4mL：5mL：30mg；
步骤(23)中，所述物料B、物料C的质量比为2：10。
经焊接后，芯片与管脚的结合强度为68.3MPa。
实施例3
一种传感器芯片及管脚焊接材料的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
(31)将SAC305焊料、助焊剂混合，搅拌4h，得到焊膏；
(32)将增强剂用电子束蒸发法沉积至待焊接的传感器铜衬板表面，形成增强层；
(33)将焊膏涂覆于所述增强层表面，将芯片和管脚固定于所述焊膏表面，真空焊接，从而将芯片及管脚固定在传感器铜衬板；
所述增强层的厚度为150nm；
所述焊膏的厚度为5000nm；
所述电子束蒸发法的工艺参数为：电子枪电压为20kV、真空度≤0.5×10-3Pa、蒸发速率为0.7nm/s；
所述真空焊接的工艺参数为：焊接温度为550℃、保温1h、真空度≥2×10-2Pa。
其中，SAC305焊料、助焊剂、增强剂的质量比为87.5：15.5：9.6；
所述SAC305焊料的合金成分为Sn96.5Ag3.0Cu0.5。
所述助焊剂的制备包括以下步骤：
(11)取脂松香，粉碎，油浴加热，加入反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得到物料A；
(12)于35℃恒温水浴中，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，搅拌30min，加入所述物料A，搅拌3h，加入辛二酸、三乙醇胺、OP-10，搅拌6h，即得所述助焊剂；
步骤(11)中，所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为22：3.5：3.5；所述控温搅拌指的是于220℃搅拌3h；所述油浴加热指的是于140℃加热6h；
步骤(12)中，所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为20：30：30：30：4：4：3。
所述增强剂的制备包括以下步骤：
(21)取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，超声震荡3h，得到物料B；
(22)取无水乙醇、无水乙酸混合，加入钛酸四丁酯，搅拌4h，加入硝酸银，搅拌3h，得到物料C；
(23)将所述物料B、物料C混合，搅拌3h，加入10mo l/L的氢氧化钠溶液调节混合物料的pH至12，于180℃保温26h，洗涤，干燥，于450℃、氩气氛围中煅烧1.5h，得到增强剂；
步骤(21)中，所述还原氧化石墨烯、无水乙醇的配量比为30mg：40mL；
步骤(22)中，所述无水乙醇、无水乙酸、钛酸四丁酯、硝酸银的配量比为20mL：5mL：6mL：48mg；
步骤(23)中，所述物料B、物料C的质量比为3：10。
经焊接后，芯片与管脚的结合强度为66.4MPa。
对比例1
与实施例1的区别在于焊接过程中未使用增强剂。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为32.5MPa。
对比例2
与实施例1的区别在于助焊剂的制备中所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为18：4：0。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为48.1MPa。
对比例3
与实施例1的区别在于助焊剂的制备中所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为18：0：4。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为47.8MPa。
对比例4
与实施例1的区别在于助焊剂的制备中所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为15：20：20：20：0：4：2。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为38.2MPa。
对比例5
与实施例1的区别在于助焊剂的制备中所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为15：20：20：20：4：0：2。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为38.3MPa。
对比例6
与实施例1的区别在于助焊剂的制备中所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为0：20：20：20：2：17：2。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为37.4MPa。
对比例7
与实施例1的区别在于增强剂的制备中未加入还原氧化石墨烯。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为44.7MPa。
对比例8
与实施例1的区别在于增强剂的制备中未加入钛酸四丁酯。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为44.3MPa。
对比例9
与实施例1的区别在于增强剂的制备中未加入硝酸银。经焊接后，芯片与管脚的结合强度为43.8MPa。
结果分析
实施例1-3按照上述方案将芯片及管脚通过所制备的焊接材料连接后具有较高的结合强度，不易断裂，提高传感器的耐用强度。
对比例1在焊接过程中未使用增强剂，导致焊接材料的应力过于集中，易断裂，导致焊膏的结合强度降低。
对比例2、对比例3在对脂松香改性过程中只加入较单一的酸源，导致物料A的酸值低，对传感器铜衬板的表面活化效果降低，导致焊膏的结合强度降低。
对比例4、5、6在焊接过程中，由于助焊剂的活化配比不同，导致焊膏的结合强度降低，这是因为物料A、辛二酸、三乙醇胺三者通过协效作用可以增强焊膏的结合强度。
对比例7、8、9在焊接过程中，由于还原氧化石墨烯、钛酸四丁酯、硝酸银三者配比不同，导致其协效作用降低，使得焊膏结合处应力集中，无法有效分散，导致结合强度降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种传感器芯片及管脚焊接材料，其特征在于，所述焊接材料包括如下质量份原料：
SAC305焊料84.5-87.5质量份
助焊剂12.5-15.5质量份
增强剂8.2-9.6质量份；
所述助焊剂的制备包括以下步骤：
(11)取脂松香，粉碎，油浴加热，加入反丁烯二酸、马来酸酐，控温搅拌，冷却出料，研磨，得到物料A；
(12)于恒温水浴中，取无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚混合，搅拌，加入所述物料A，搅拌，加入辛二酸、三乙醇胺、OP-10，搅拌，即得所述助焊剂；
步骤(11)中，所述脂松香、反丁烯二酸、马来酸酐的质量比为18-22：2-3.5：2-3.5；所述控温搅拌指的是于180-220℃搅拌2-3h；所述油浴加热指的是于140℃加热4-6h；
步骤(12)中，所述物料A、无水乙醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、辛二酸、三乙醇胺、OP-10的质量比为15-20：20-30：20-30：20-30：2-4：2-4：2-3；
所述增强剂的制备包括以下步骤：
(21)取还原氧化石墨烯、无水乙醇混合，超声震荡，得到物料B；
(22)取无水乙醇、无水乙酸混合，加入钛酸四丁酯，搅拌，加入硝酸银，搅拌，得到物料C；
(23)将所述物料B、物料C混合，搅拌，调节混合物料的pH，于180℃保温18-26h，洗涤，干燥，于400-450℃、氩气氛围中煅烧1-1.5h，得到增强剂；
步骤(21)中，所述还原氧化石墨烯、无水乙醇的配量比为10-30mg：30-40mL；
步骤(22)中，所述无水乙醇、无水乙酸、钛酸四丁酯、硝酸银的配量比为16-20mL：3-5mL：4-6mL：16-48mg；
步骤(23)中，所述物料B、物料C的质量比为1-3：10。
2.一种如权利要求1所述的传感器芯片及管脚焊接材料的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
(31)将所述SAC305焊料、助焊剂混合，搅拌3-4h，得到焊膏；
(32)将所述增强剂用电子束蒸发法沉积至待焊接的传感器铜衬板表面，形成增强层；
(33)将所述焊膏涂覆于所述增强层表面，将芯片和管脚固定于所述焊膏表面，真空焊接。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106475703A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-08 | 安徽华众焊业有限公司 | 无铅膏体焊接材料及其制备方法 |
| CN110091093A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 江苏三沃电子科技有限公司 | 一种低温无铅焊锡膏及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| WO2016103526A1 (en) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | University Of Limerick | Soldering flux, solder paste and method for manufacturing soldering flux |
| CN110961829B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-02-22 | 青岛歌尔微电子研究院有限公司 | 助焊剂及其制备方法、锡膏及其制备方法 |
| CN112621024B (zh) * | 2020-12-08 | 2022-04-29 | 湖北省哈福生物化学有限公司 | 一种助焊剂材料组合物和助焊剂的制备方法 |
| CN114951947A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-08-30 | 深圳芯源新材料有限公司 | 一种石墨烯增强锡基复合焊料的制备及封装方法 |
| CN115488546B (zh) * | 2022-09-30 | 2024-01-30 | 西南石油大学 | 一种银纳米线改性锡银铜复合焊膏及其制备方法 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106475703A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-08 | 安徽华众焊业有限公司 | 无铅膏体焊接材料及其制备方法 |
| CN110091093A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 江苏三沃电子科技有限公司 | 一种低温无铅焊锡膏及其制备方法 |
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