芯片粘结工艺中的“合金粘结”工艺？

在功率LED芯片封装过程中，芯片与支架底腔的固晶，为了降低粘结层的热阻，可以采用“合金粘结”的方法。这种方法是将LED芯片与支架底腔间放置一种合金材料，通过加温加压的方法使之共熔粘合固化，是芯片牢固地定位在支架（或热沉）上。
合金粘结的关键是找到芯片衬底蒸镀得金属材料（例如AuBe）与支架碗腔放置芯片处的金属镀层（例如金和铅锡等）放置的合金材料在某一温度（称之共晶温度）从而使这三者共溶固化。一般这一共晶温度可以从合金材料的相图上寻找到，为说明方便，我们举一个铅
锡合金（PbSn）为例对合金工艺作一介绍。







图46-1
图46-1示出PbSn的相图。由图知：X轴是Pb和Sn的配比百分率。Y轴则是温度。显
然，（A）点是铅的熔点327℃，（E）点是Sn的熔点232℃，曲线（（A）（C）（E））为表示Pb和Sn在不同配比时的熔点曲线，其上部是溶化区，即液态区，因此称这条曲线为Pb-Sn液相曲线，同样，曲线（A）（B）（C）（D）（E）为PbSn的固相曲线，即其下部为固体。这二条曲线之向的阴影区域为PbSn非液非固的塑性区，称为可塑区。仅（C）点处于液相与固相的交点，周边无可塑区，这一点的温度183℃，称为共晶温度。假设芯片衬底有一个Sn层，支架底腔有一层Pb层（或为锡层）中间放一PbSn薄层（如0.1mm）在183℃下即可进行合金作粘结层，这就是所谓的合金法，一般，在LED封装中用金锡合金作粘结层较多，只要利用金锡的相图可以找到一定配比的共晶温度。
由于合金材料导热系数较之银胶等高一个数量级，因此可以大幅度降低这一层面的热阻，有利于将芯片内的热量导出到芯片外，增大LED功率容量。