【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及銀漿，尤其是涉及一種低溫?zé)Y(jié)銀漿及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、在大功率倒裝led芯片的電極連接應(yīng)用中，普遍采用共晶焊接技術(shù)，這種焊接方法具有較高的熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和較高的機(jī)械強(qiáng)度特性，可以實(shí)現(xiàn)焊盤與芯片間的無(wú)裂縫牢固結(jié)合，這通常是一個(gè)需要耐熱的使用場(chǎng)景，傳統(tǒng)上傾向于使用金錫合金作為焊接材料，具有散熱速度快、高溫穩(wěn)定性好、易浸潤(rùn)、導(dǎo)電性佳和抗氧化性能好等優(yōu)點(diǎn)，然而金錫合金較高的成本是一個(gè)比較顯著的問(wèn)題。另外如常見(jiàn)的鉛錫焊料則存在耐熱性差的問(wèn)題。
2、低溫?zé)Y(jié)銀漿也是一種半導(dǎo)體封裝材料，其在燒結(jié)后能夠提升至960℃的熔點(diǎn)，但是其表干過(guò)程是不可逆的，一般情況下在涂層表干之前的濕潤(rùn)狀態(tài)下制成器件，然后燒結(jié)施工。然而，倒裝芯片電極需要是干燥的固體狀態(tài)，以方便儲(chǔ)存、運(yùn)輸，后續(xù)再制作成器件，在這一系列條件下，低溫?zé)Y(jié)銀漿表干之后涂層失去了潤(rùn)濕性，后續(xù)制成的器件剪切強(qiáng)度低，因此難以滿足在大功率倒裝led芯片的電極連接中的應(yīng)用。
3、因此，需要對(duì)低溫?zé)Y(jié)銀漿進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，使其擁有低溫?zé)Y(jié)銀漿耐溫性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，提高其剪切強(qiáng)度，并適用于倒裝芯片電極的制備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本專利技術(shù)提供一種低溫?zé)Y(jié)銀漿。本專利技術(shù)的低溫?zé)Y(jié)銀漿制成涂層在表干后常溫下呈現(xiàn)固體，當(dāng)加熱到100℃左右時(shí)，涂層變成液態(tài)恢復(fù)潤(rùn)濕性，加熱到180℃以上之后，樹脂分解，銀漿開始燒結(jié)，涂層重新變回固態(tài)，這一變化過(guò)程不可逆，因此使用
2、本專利技術(shù)還提供該低溫?zé)Y(jié)銀漿的制備方法。
3、本專利技術(shù)還提供一種倒裝芯片電極。
4、本專利技術(shù)還提出該低溫?zé)Y(jié)銀漿在芯片電極焊接中的應(yīng)用。
5、本專利技術(shù)的第一方面，提供一種低溫?zé)Y(jié)銀漿，原料組成包括銀粉、分散劑、熔融物質(zhì)和溶劑；
6、其中，所述熔融物質(zhì)為有機(jī)物，熔點(diǎn)為30～100℃。
7、根據(jù)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式，本專利技術(shù)的低溫?zé)Y(jié)銀漿，至少具有如下有益效果：
8、本專利技術(shù)的低溫?zé)Y(jié)銀漿制成涂層在表干后常溫下呈現(xiàn)固體，當(dāng)加熱到100℃左右時(shí)，涂層變成液態(tài)恢復(fù)潤(rùn)濕性，加熱到180℃以上之后，樹脂分解，銀漿開始燒結(jié)，涂層重新變回固態(tài)，這一變化過(guò)程不可逆，因此使用本專利技術(shù)低溫?zé)Y(jié)銀漿制成的電極呈現(xiàn)固態(tài)，方便保存，運(yùn)輸，同時(shí)擁有低溫?zé)Y(jié)銀漿耐溫性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在高低溫循環(huán)或高溫存儲(chǔ)后均保持較高的剪切強(qiáng)度。此外，本專利技術(shù)低溫?zé)Y(jié)銀漿燒結(jié)后的經(jīng)測(cè)試具有高導(dǎo)熱系數(shù)和低體積電阻率的優(yōu)點(diǎn)，成本較低。
9、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述原料組成按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括銀粉83～92份、分散劑1～2.5份、熔融物質(zhì)2.5～5.5份和溶劑3～10份。
10、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述原料組成按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括銀粉85～90份、分散劑1～2份、熔融物質(zhì)3～5份和溶劑3～10份。
11、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述原料組成按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括銀粉85～90份、分散劑1～2份、熔融物質(zhì)3～5份和溶劑3～8份。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述熔融物質(zhì)包括聚乙二醇、聚四氫呋喃或d-山梨醇中的至少一種。
13、熔融物質(zhì)著常溫下呈現(xiàn)固態(tài)，加熱后變成液態(tài)的特性，本專利技術(shù)發(fā)現(xiàn)熔融物質(zhì)的加入為銀漿提供加熱條件下的潤(rùn)濕性能，銀漿中熔融物質(zhì)的含量需要在一個(gè)合適的范圍，才能確保制備的芯片電極較高的剪切強(qiáng)度。
14、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述聚乙二醇的分子量為500～9000。
15、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述聚四氫呋喃的分子量為2000～4000。
16、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述分散劑為水溶性熱塑性樹脂。
17、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述分散劑包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸中的至少一種。
18、本專利技術(shù)低溫?zé)Y(jié)銀漿中加入水溶性熱塑性樹脂對(duì)銀粉起到良好的分散作用，經(jīng)探索其和銀粉的用量比例需要大于1:90，才能保證充分分散，避免團(tuán)聚現(xiàn)象影響產(chǎn)品性能。
19、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述聚乙烯醇的聚合度為1000～2000。
20、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述銀粉為粒徑范圍為100～400nm的納米銀粉。
21、低溫?zé)Y(jié)銀漿中的銀粉在燒結(jié)過(guò)程中向晶圓片的鍍金層中擴(kuò)散，并提供剪切強(qiáng)度。
22、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述銀粉的比表面積小于4m2/g，
23、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述銀粉的熔點(diǎn)小于180℃。
24、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述溶劑包括丙二醇和水。
25、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述溶劑中丙二醇的質(zhì)量濃度為10％～70％。
26、本專利技術(shù)的第二方面，提供本專利技術(shù)第一方面所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿的制備方法，包括以下步驟：
27、將分散劑和熔融物質(zhì)加入到溶劑中混合得到分散相，再加入銀粉，使用分散機(jī)分散，即得低溫?zé)Y(jié)銀漿。
28、根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述分散的參數(shù)為以1000～2000r/min的速度分散1～5min。
29、本專利技術(shù)的第三方面，提供一種倒裝芯片電極，由包括以下步驟的方法制備而成：
30、在晶圓的鍍金電極上，印刷本專利技術(shù)第一方面所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，控制銀漿印刷厚度為6～12μm，在60～100℃下烘烤30～90min，再切割晶圓片，覆膜保護(hù)，即得倒裝芯片電極。
31、本專利技術(shù)的第四方面，提供本專利技術(shù)第一方面所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿在芯片電極焊接中的應(yīng)用。
32、本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本專利技術(shù)而了解。
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1.一種低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，原料組成包括銀粉、分散劑、熔融物質(zhì)和溶劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述原料組成按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括銀粉83～92份、分散劑1～2.5份、熔融物質(zhì)2.5～5.5份和溶劑3～10份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述熔融物質(zhì)包括聚乙二醇、聚四氫呋喃或D-山梨醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述分散劑為水溶性熱塑性樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述分散劑包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述銀粉為粒徑范圍為100～400nm的納米銀粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述溶劑包括丙二醇和水。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.一種倒裝芯片電極，其特征在于，所述倒裝芯片電極由包括以下步驟的方法制備而
10.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿在芯片電極焊接中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，原料組成包括銀粉、分散劑、熔融物質(zhì)和溶劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述原料組成按質(zhì)量份數(shù)計(jì)包括銀粉83～92份、分散劑1～2.5份、熔融物質(zhì)2.5～5.5份和溶劑3～10份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述熔融物質(zhì)包括聚乙二醇、聚四氫呋喃或d-山梨醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所述分散劑為水溶性熱塑性樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低溫?zé)Y(jié)銀漿，其特征在于，所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周歡，劉芳波，周佩先，何禹震，徐華姿，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)沙先進(jìn)電子材料工業(yè)技術(shù)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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