高功率激光器封装材料为何选用预镀金锡焊料钨铜热沉

一， 半导体材料的性能要求决定了采用预镀金锡焊料钨铜热沉解决封装问题

半导体材料通常具有较低的热膨胀系数，功率半导体芯片在工作时会有高的热量散出。随着芯片功率密度的提高，未来芯片的封装对散热提出更加迫切的需求。因此，电子封装热沉材料得到广泛研究和产业化应用。

热沉材料由于要与芯片紧密贴装，需要考虑以下两大基本性能要求 ：

1、高热导率和匹配的热膨胀系数。高热导率可实现快速散热，保证芯片在适宜的温度下正常工作。

2、与半导体材料相匹配的热膨胀系数能减小热沉、芯片以及各封装材料之间的热应力，避免开裂脱离等导致芯片过烧的情况发生。

二，为何寻找采用预镀金锡焊料钨铜热沉

钨铜合金是钨和铜组成既不互溶又不形成金属间化合物的两相单体均匀混合的组织，实际上是一种假合金。钨铜合金用粉末冶金方法制备而成，既有钨的低膨胀特性，又具有铜的高导热特性。通过改变材料的成分，钨铜合金的热膨胀系数和导电导热性可以加以调整，从而给材料的使用提供了便利。常见的钨铜合金牌号及其材料性能参数如下表所示。

预镀金锡焊料钨铜热沉的优势

大功率半导体激光器的出光面与焊层的距离仅为数微米，倘若焊料过厚，焊接时被挤出的焊料容易导致pn结短路。常规的金锡预成形焊片厚度加工至10 μm以下非常困难，加工成本很高。与之相反地，通过镀膜工艺则可以轻松地将热沉上金锡焊料厚度控制在这一范围。同时，芯片焊接在预镀金锡焊料的金属基热沉上无须额外使用其它互连材料，有利于提高封装效率。

基于自主研发的金锡焊料沉积技术，先艺电子可供应预镀金锡焊料的各类钨铜热沉，并提供热沉的金锡镀膜加工服务。即便金锡焊料厚度达10 μm，先艺电子借助独特的工艺路线也可为客户提供极具竞争力的价格。同时，在多年积累的精密工装治具开发经验加持下，可以实现在不同形状热沉表面预镀金锡焊料。

三，预镀金锡焊料钨铜热沉应用领域

     预镀金锡焊料钨铜热沉产品可以很好的控制焊接空洞率来保证良好的散热，被广泛应用于射频、微波、激光等行业。

1，高功率射频器件

基站射频放大器

卫星上行通道射频放大器

微波放大器

2，大功率光电器件

半导体激光器

光学平面集成电路模块

高亮度发光二极管

3，高压电力电子器件

IGBT

HEMT

四，目前预镀能做到哪些？

目前根据客户需求，可提供预镀金锡焊料金属基热沉产品加工能力如下：

金锡焊料厚度：2~10 μm ± 20%

金锡焊料成分：成分比例可选，Au：70~80±5 wt.%

金属基热沉材质：W90Cu10、W85Cu15 等

热沉镀层：Ni/Au、Ni/Au/Ni/Au 等