[發明專利]用于粘合金屬的具有助熔劑或還原劑的銀燒結組合物

有效

• 申請號: 201380040569.4
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN104641423B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: H·R·庫德;J·G·桑切斯
• 申請（專利權）人: 漢高知識產權控股有限責任公司
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B5/14;H01L21/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

可燒結的傳導性組合物，其包含(i)微米或亞微米尺寸的銀片或銀粉，以及(ii)助熔劑、或含氧溶劑或過氧化物。所述組合物可用于在不施加壓力和≤250℃的燒結溫度下將具有銀背襯的半導體裸片粘合到銅、銀或金引線框。

背景技術

包含粘合劑樹脂和傳導性填料的傳導性粘合劑組合物在半導體封裝和微電子裝置的制造和裝配中用以機械地連接集成電路裝置和其基材以及在集成電路裝置和其基材之間產生導電性和導熱性。最常用的傳導性填料是銀片。在傳導性組合物中會使用粘合劑樹脂，因為銀片通常不能充分地將半導體或微電子裝置粘合到其基材。然而，樹脂的存在會限制銀的高的導熱性和導電性。

目前，僅包含銀而不包含樹脂的傳導性組合物在熱壓粘結下或在無壓力粘結下粘合到銀或金基材。然而，在電子裝置的制造中常用的基材是銅引線框，并且銀不容易與銅形成金屬間粘結。已經使用焊料，但在高功率和高溫的應用中，當在高溫或接近其熔融溫度的溫度下循環時，焊料會失效。此外，焊料需要存在助熔劑，其會在形成金屬間粘結后留下助熔劑殘余物，因而需要基材的清潔步驟。

有利的是具有不包含粘合劑樹脂的銀組合物，所述組合物可以燒結并粘合到銅，并且與目前可獲得的強度相比，所述組合物可以增加的強度粘合到銀和金基材。

發明內容

本發明是一種傳導性組合物，其包含(i)微米或亞微米尺寸的銀片，以及(ii)助熔劑(fluxing agent)、或含氧溶劑(oxygenated solvent)或過氧化物，其中所述組合物中不包含有機樹脂。選擇這樣的助熔劑、過氧化物或含氧溶劑：在燒結溫度下充分揮發，從而在燒結后在組合物中沒有殘余物剩余。所述組合物在250℃或更低的溫度下燒結，并且可以在不施加壓力的情況下與銅基材形成金屬間粘結。在另一個實施方案中，本發明是一種組件，其包含：銀或金的第一基材、燒結組合物以及選自銅、銀或金的第二基材的，其中所述燒結組合物包含銀片以及含氧溶劑、或過氧化物或助熔劑，并且所述燒結組合物被布置在所述第一基材與所述第二基材之間。

具體實施方式

微米或亞微米尺寸的銀片是市售可得的，并且市售銀片設有脂肪酸潤滑劑和/或表面活性劑的涂層，以防止聚結。銀片的制造商使用的典型潤滑劑包括硬脂酸、異硬脂酸、月桂酸、癸酸、油酸、棕櫚酸，或用胺例如咪唑中和的脂肪酸。潤滑劑和/或表面活性劑的去除有助于在傳導性組合物中的銀片與所選擇的金屬基材之間形成金屬間粘結，并且可以通過使用含氧溶劑或過氧化物實現。

合適的含氧溶劑的實例是酮、酯、二醇醚和醇。這些溶劑由于高溶解能力而被使用，并且用以去除銀顆粒和基材表面上的有機物。含氧溶劑包括2-(2-乙氧基-乙氧基)-乙基乙酸酯、丙二醇單乙基醚、丁基乙氧基乙基乙酸酯、二甘醇單丁基醚乙酸酯、二甘醇、二丙二醇、單丁基醚乙酸酯和碳酸亞丙酯。其它合適的溶劑包括環狀酮，例如環辛酮、環庚酮和環己酮。如果存在的話，含氧溶劑的量為組合物總量的不超過約15重量％(但不為0％)。

合適的過氧化物的實例包括過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化新癸酸叔丁酯、二月桂酰基過氧化物、過氧辛酸叔丁酯(tertiary-butyl peroctoate)、過氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、二叔丁基過氧化物、2,5-雙-(叔丁基過氧基)-2,5-二甲基己烷和二枯基過氧化物、二叔戊基過氧化物。如果存在的話，過氧化物的量為組合物總量的0-2.0重量％，優選0.0-1.0重量％。