[發(fā)明專利]一種低溫納米錫漿料的制備方法及封裝方法

有效

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• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107680949B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 祝溫泊;胡博;馬鑫;李明雨
• 申請（專利權）人: 蘇州漢爾信電子科技有限公司;哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/603;H01B13/00
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明提供了低溫納米錫漿料的制備方法及封裝方法，制備方法包括S1制備高活性的納米錫溶膠；S3制備納米錫漿料；封裝方法包括S1在芯片和基板上對稱制備圖形化的焊盤或過渡金屬化層；S2將制備得到的納米錫漿料附著在焊盤和過渡金屬化層表面，對準堆疊形成封裝結構；S3對S2中所述封裝結構施加壓力并進行低溫加熱，促使納米錫漿料燒結實現冶金互連。本發(fā)明在低溫條件下使用低熔點、低成本、高表面活性的納米錫漿料進行燒結，完成與基板和芯片之間互連，無需添加貴金屬鍍層增加潤濕和結合強度，簡化生產工藝，降低封裝結構的復雜性和成本，且燒結后接頭具有較好導熱率和導電性能，適合應用于電子封裝領域中低溫及熱敏感器件的封裝互連。

技術領域

本發(fā)明涉及電子封裝領域，更具體地，涉及一種低溫納米漿料及其封裝方法。

背景技術

隨著大規(guī)模集成電路在軍事和民用領域的地位日益提高，小型化、柔性化、多功能化的電子設備在各個行業(yè)得到了廣泛應用。目前，高性能的電子設備通常都要求將多種芯片或器件同時集成在一個系統(tǒng)中，其中的各種熱失配、熱敏感材料或器件如多層化芯片、內藏化器件或柔性化基板等，使得系統(tǒng)整體對封裝工藝溫度越來越敏感。同時，在防雷設備、液晶、LED、通訊和光電子等領域，芯片材料的限制也導致器件的耐受溫度較低。因此，多功能、柔性電子器件的應用對低溫封裝提出了要求。

目前，低溫封裝一般通過共晶釬料互連或納米銀漿燒結實現。然而，市場上常用的低溫釬料合金如Sn-In、Sn-Bi、Sn-Zn等分別存在成本高、易氧化、難潤濕、互連可靠性低的缺點，限制了其在低溫電子領域的推廣應用，而納米銀漿的燒結溫度較高（200~250℃）且價格昂貴，縮短了芯片壽命甚至對芯片造成損傷，并大幅提高了制造成本，也無法滿足低溫電子器件特別是熱敏感器件的封裝要求。因此，為了完成低溫封裝，并降低成本、提高可靠性，就需要對低溫封裝技術進行優(yōu)化。根據納米粒子的尺寸效應，根據更低熔點和成本的納米錫漿料在這方面表現出了巨大的應用前景。

發(fā)明內容

要解決的技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種低溫納米錫漿料制備方法及封裝方

法，旨在解決現有低溫封裝工藝成本高、焊接工藝溫度高縮短器件壽命的問題。

技術方案：一種低溫納米錫漿料的制備方法，包括以下步驟：

一種納米錫漿料的制備方法，包括以下步驟：

S1：通過酸或有機溶劑對納米錫進行表面處理，再多次超聲清洗、離心，將洗凈的納米錫加入混合有機溶液或單一有機溶劑中進行超聲分散，制備高活性的納米錫溶膠，所述的酸或有機溶劑為具有揮發(fā)性的甲酸、乙醇或丙酮中的一種或者為幾種的混合物，所述表面處理方法為電磁攪拌、機械攪拌或者超聲清洗；

S2：將表面活性劑、有機載體溶入混合有機溶劑或單一有機溶劑中，得到液體混合物，其中所述的表面活性劑為戊二酸或松香酸中的一種或者為兩者的混合物，所述的有機載體為檸檬酸三丁酯、硝化纖維素或聚乙烯醇中的一種或者為幾種的混合物；

S3：將步驟S2制得的混合物與步驟S1中所得納米錫溶膠，超聲分散，得到納米錫漿料；

其中，S1和S2中所述的混合有機溶劑為丙三醇和乙醇的混合液或乙二醇和乙醇的混合液，所述單一有機溶劑為乙二醇。

進一步的，所述步驟S1中納米錫為激光法制備的純納米錫粉末或液相還原法得到的具有鄰菲羅啉包覆層的納米錫顆粒，平均粒徑為20~50 nm。

進一步的，所述步驟S1和S2的混合有機溶劑中乙醇的體積百分數小于30%。

進一步的，所述步驟S3中納米錫漿料中表面活性劑的質量百分數為0.5~1.5%，所述有機載體的質量百分數為5~10%，所述混合有機溶劑或單一有機溶劑的質量百分數為5~10%，余量為納米錫。

一種納米錫漿料的封裝方法，包括以下步驟：