[發明專利]將導體焊接到鋁層在審
| 申請號： | 202010756871.1 | 申請日： | 2020-07-31 |
| 公開（公告）號： | CN112310027A | 公開（公告）日： | 2021-02-02 |
| 發明（設計）人： | A·海因里希;R·奧特倫巴;S·施瓦布 | 申請（專利權）人： | 英飛凌科技股份有限公司 |
| 主分類號： | H01L23/488 | 分類號： | H01L23/488;H01L21/58 |
| 代理公司： | 永新專利商標代理有限公司 72002 | 代理人： | 周家新 |
| 地址： | 德國瑙伊*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 導體 焊接 到鋁層 | ||
1.一種導體(110)和鋁層(140)焊接在一起的裝置，所述裝置包括：
襯底(150)；
設置在所述襯底(150)之上的鋁層(140)，所述鋁層(140)的鋁形成第一結合金屬；
設置在所述鋁層(140)之上的金屬間化合物層(130)；
設置在所述金屬間化合物層(130)之上的焊料層(120)，所述焊料層的焊料包括低熔點主組分；以及
設置在所述焊料層之上的導體(110)，所述導體(110)具有包括第二結合金屬的焊接表面(120)；其中
所述金屬間化合物層(130)的金屬間化合物包括鋁和第二結合金屬，并且基本上不含所述低熔點主組分，其中，所述金屬間化合物包括鋁和第二結合金屬的至少兩個不同的金屬間相，其中，直接位于所述鋁層(140)上的第一金屬間相的層(130_1)是富鋁相，鄰近于所述焊料層(120)的第二金屬間相的層(130_2)是稀鋁相。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述低熔點主組分為Pb、Sn、Bi、Ga或In。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其中，所述第二結合金屬是Cu、Ni、Ag、Fe、Au、Pt、Pd、Mn、Zn、Si、Cr、V、Mg、NiP或AuAg。
4.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述金屬間化合物基本上不含焊料的任何低熔點組分。
5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述金屬間化合物層(130)的厚度等于或大于所述鋁層(140)的厚度。
6.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述焊料層(120)是軟焊料層。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中，所述焊料層(120)是擴散焊料層。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中，擴散焊料包括Sn和第二結合金屬的一個或兩個以上金屬間相。
9.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述焊料包括PbSnAg、SnPb、SnSbAg、PbIn或SnAgCu。
10.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述襯底(150)是晶片或芯片。
11.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述鋁層(140)形成所述晶片或所述芯片的至少一個電極。
12.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其中，所述導體(110)是夾、引線框架或熱沉。
13.一種將導體(110)焊接到襯底(150)上的鋁層(140)的方法，所述方法包括：
至少部分地去除覆蓋鋁層(140)的氧化鋁層；
將保護層施加在所述鋁層(140)之上，以防止氧化鋁層在所述鋁層(140)上再生；
將焊料放置在所述保護層與所述導體(110)之間，其中，所述焊料包括低熔點主組分，所述導體(110)具有包括第二結合金屬的焊接表面；以及
通過以下方式將導體(110)焊接到鋁層(140)：
將所述裝置加熱到焊接溫度以熔化所述低熔點主組分，以將所述保護層至少部分地溶解在熔融的焊料中，并將第二結合金屬從所述焊接表面輸送到所述鋁層(140)，以及
將金屬間化合物層(130)形成在所述鋁層(140)之上，其中，所述金屬間化合物層(130)的金屬間化合物包括作為第一結合金屬的鋁和第二結合金屬，并且基本上不含低熔點主組分，其中，形成所述金屬間化合物包括形成鋁和第二結合金屬的至少兩個不同的金屬間相，其中，第一金屬間相的層(130_1)直接在所述鋁層(140)上形成，第二金屬間相的層(130_2)鄰近所述焊料層(120)形成，其中，第一金屬間相是富鋁相，第二金屬間相是稀鋁相。
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