芯片共晶主要指金硅、金鍺、金錫等共晶焊接。金的熔點(diǎn)為1063℃,硅的熔點(diǎn)為1414℃,但金硅合金的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于單質(zhì)的金和硅。從二元系相圖中可以看到,含有31%的硅原子和69%的金原子的Au-Si共熔體共晶點(diǎn)溫度為370℃。這個(gè)共晶點(diǎn)是選擇合適的焊接溫度和對(duì)焊接深度進(jìn)行控制的主要依據(jù)。金硅共晶焊接法就是芯片在一定的壓力下(附以摩擦或超聲),當(dāng)溫度高于共晶溫度時(shí),金硅合金融化成液態(tài)的Au-Si共熔體。冷卻后,當(dāng)溫度低于共晶溫度時(shí),共熔體由液相變?yōu)橐跃ЯP问交ハ嘟Y(jié)合的機(jī)械混合物——金硅共熔晶體而全部凝固,從而形成了牢固的歐姆接觸焊接面。金屬合金焊接還包括“軟焊料”焊接(如95Pb/5Sn,92.5Pb/5In/2.5Ag),由于其機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較小,在半導(dǎo)體器件芯片焊接中不太常用。
真空回流焊共晶