一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109759740A(43)申请公布日2019.05.17(21)申请号201811569971.2(22)申请日2018.12.21(71)申请人广东中实金属有限公司地址523000广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区工业北一路2号(72)发明人方瀚宽范欢方瀚楷方喜波梁静珊郭瑞·弗拉基米尔(74)专利代理机构广州市红荔专利代理有限公司44214代理人吴世民(51)Int.Cl.B23K35/26(2006.01)C22C13/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料(57)摘要本发明公开了一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，其按重量百分比由以下组分组成：0.01%-0.5%的纳米导热材料，余量为Sn,所述纳米导热材料为MgO和/或ZnO、NiO。本发明钎料选用纳米导热材料，钎料导热性能好，在使用过程中焊接温度低，消耗能量少，焊接过程作业优良，焊后残留腐蚀小，适用于功率半导体器件的封装，可替代现有的铝软钎焊焊料。本发明还公开了一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料的制备方法。本发明制备方法步骤少，无需定制特定的设备，生产简单、方便，生产成本低。CN109759740ACN109759740A权利要求书1/1页1.一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，其特征在于:按重量百分比由以下组分组成：0.01%-0.5%的纳米导热材料，余量为Sn,所述纳米导热材料为MgO和/或ZnO、NiO。2.如权利要求1所述的一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，其特征在于，所述纳米导热材料为MgO：0.1%、NiO：0.2%。3.如权利要求1所述的一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，其特征在于，所述纳米导热材料为MgO：0.05%、ZnO：0.05%、NiO：0.3%。4.如权利要求1所述的一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，其特征在于，所述纳米导热材料为ZnO：0.1%、NiO：0.2%。5.如权利要求1至4任一项所述的一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a：按比例称取各粉末状纳米导热材料和锡块；b：将锡块放入加热炉，升温至600℃，搅拌，待其全部熔化后保温5分钟；c：将称取好的纳米导热材料放入带有均匀小孔的耐高温容器中，然后将该容器浸入锡液，不断搅拌，使容器中熔化的纳米导热材料通过小孔均匀地分散在锡液中，保温20分钟；d：取出耐高温容器，加热炉降温至320℃，不断搅拌，铸模，冷却成形，即可得到适用于功率半导体器件封装的高导热钎料。2CN109759740A说明书1/2页一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料技术领域[0001]本发明属焊料技术领域，涉及一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料。背景技术[0002]目前在一些功率半导体中，由于元器件的特殊性，基板需要使用导热快的材料，铝及铝合金的导电、导热性能良好，有利于焊接接头的电传导及散热，所以功率元件中一般选择铝基板。但是铝及铝合金在焊接过程中存在一些缺陷。普通的铝钎焊焊接温度在600℃以上，耗能大，使用的钎剂主要是金属盐，焊接残留物对基板有腐蚀，目前软钎焊焊料无法满足该焊接要求。发明内容[0003]本发明提供一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，该钎料使用过程中焊接温度低，消耗能量少，焊接过程作业性优良，焊后残留腐蚀小。[0004]本发明的目的之一在于一种适用于功率半导体器件封装的高导热钎料，按重量百分比由以下组分组成：0.01%-0.5%的纳米导热材料，余量为Sn,所述纳米导热材料为MgO和/或ZnO、晶体结构为立方晶系的NiO。[0005]优选地，所述纳米导热材料为MgO：0.1%、NiO：0.2%。[0006]优选地，所述纳米导热材料为MgO：0.05%、ZnO：0.05%、NiO：0.3%。[0007]优选地，所述纳米导热材料为ZnO：0.1%、NiO：0.2%。[0008]本发明选用MgO、ZnO、NiO这些材料，主要是因为MgO热膨胀系数和导热率高，具有优良的导热能力，添加该种材料，可以增加钎料的导热能力，提高散热性能。添加的ZnO具有优异的纳米特性，在热学及力学方面有优异的表现，Sn中加入纳米ZnO，可以提高其散热能力。添加NiO，其晶体结构为立方晶系，内部结构纠缠可以导致载流子无法流动，当MgO或ZnO颗粒与之相遇，可以使它们均匀的分散在材料中，不会形成某部分材料富集，导致材料散热性不均。[0009]本产品选用MgO、ZnO、NiO这几种材料的纳米形式，主要是是因为MgO、ZnO、NiO的熔点均高于1900℃，在普通熔炼环境中无法溶于主成分锡中，采用纳米形式的颗