芯片自動(dòng)共晶工藝的研究主要集中在真空共晶工藝和自動(dòng)共晶芯片貼裝工藝。合金焊料焊接具有電阻低、熱導(dǎo)率高、焊接、后機(jī)械強(qiáng)度高、、工藝一致性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)散熱和性能要求較高的大功率芯片和大功率芯片鏈路的功率開關(guān)芯片、放大器芯片采用合金焊料焊接組裝。根據(jù)不同芯片的特點(diǎn)和要求，分別采用真空共晶鍵合和自動(dòng)共晶鍵合。大面積、大功率芯片對(duì)焊接空隙率要求較高，且易于使用工裝，因此選擇真空共晶焊接。功率開關(guān)芯片、為通用放大器芯片，等面積小，焊接組合靈活性高，工裝使用困難，因此選用自動(dòng)共晶鍵合。

    共晶焊接機(jī)理

    共晶焊接工藝是在低溫下用共晶合金進(jìn)行釬焊的工藝，即兩種不同的合金以一定比例在遠(yuǎn)低于各自熔點(diǎn)的溫度下形成低熔點(diǎn)合金，這種較低的溫度稱為共晶點(diǎn)。

    焊接原理

    將一定厚度的合金焊料片放在芯片和載體之間，在一定的真空或保護(hù)氣氛中加熱到合金的共晶點(diǎn)，使其熔化。在基底金屬的潤(rùn)濕表面上，焊料和基底金屬之間的原子距離接近原子間隙。此時(shí)原子的聚集力作用，將焊料和賤金屬結(jié)合為一體，液體分子整齊排列成點(diǎn)陣狀，通過分子間的相互吸引維持平衡。表面剩余的部分分子不能被重力釋放，重力會(huì)吸引其他分子移動(dòng)。焊接時(shí)，熔融焊料的原子靠近母材時(shí)會(huì)進(jìn)入晶格，通過相互吸引形成鍵合狀態(tài)。其他原子將移動(dòng)到滿足條件的空穴中，并保持在穩(wěn)定的位置。熔融合金會(huì)浸潤(rùn)整個(gè)芯片基板的焊料層金屬和載體的焊料層金屬，通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)生成一定量的金屬間化合物。然后，在冷卻到共晶點(diǎn)以下的過程中，焊料和金屬間化合物將芯片和載體焊接在一起，完成良好的歐姆接觸，從而完成該過程。

    兩個(gè)合金焊料塊的選擇

    金錫合金焊料具有良好的導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度、良好的潤(rùn)濕性、良好的抗氧化性、強(qiáng)耐腐蝕性、優(yōu)異的抗熱疲勞性和抗蠕變性，并且金錫焊接的相對(duì)溫度較低，因此金錫合金焊接廣泛用于功率芯片。焊料主要是預(yù)成型的焊料片，無(wú)需清洗即可[敏感詞]控制焊料量。