[發(fā)明專(zhuān)利]用于封裝類(lèi)集成電路芯片粘接的納米銀基復(fù)合焊料在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711170210.5 | 申請(qǐng)日： | 2017-11-22 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108109978A | 公開(kāi)（公告）日： | 2018-06-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賈要水;胡銳;劉崗崗;段方;王德成;尹國(guó)平;劉健;蔡景洋 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 貴州振華風(fēng)光半導(dǎo)體有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01L23/488 | 分類(lèi)號(hào)： | H01L23/488;H01B1/02;H01B1/22 |
| 代理公司： | 貴陽(yáng)中工知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 52106 | 代理人： | 劉安寧 |
| 地址： | 550018 貴*** | 國(guó)省代碼： | 貴州;52 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 復(fù)合焊料 制備 集成電路芯片 玻璃粉 銀粉 粘接 焊料 有機(jī)載體 納米銀 封裝 芯片 硅芯片 高附著力 高可靠性 高熱導(dǎo)率 界面性能 燒結(jié)過(guò)程 陶瓷封裝 陶瓷基座 粘結(jié)性能 崩裂 燒結(jié) 低成本 高耐熱 納米級(jí) 熱匹配 熱失配 熱應(yīng)力 減小 應(yīng)用 | ||
用于封裝類(lèi)集成電路芯片粘接的納米銀基復(fù)合焊料，該復(fù)合焊料是由銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體三種成分按一定比例混合而成的，具體的制備方法包括：（1）銀粉的制備，（2）玻璃粉的制備，（3）有機(jī)載體的制備，（4）焊料的制備。本發(fā)明的復(fù)合焊料在燒結(jié)過(guò)程中，能使陶瓷基座與復(fù)合焊料、復(fù)合焊料與硅芯片之間達(dá)到熱匹配，減小芯片受到的熱應(yīng)力，進(jìn)而解決了因材料間的熱失配導(dǎo)致芯片崩裂的問(wèn)題。除此而外，還具有高熱導(dǎo)率、高耐熱溫度、高附著力、高可靠性、低燒結(jié)溫度、低成本等優(yōu)點(diǎn)；而且納米級(jí)的玻璃粉和銀粉具有表面積大、界面性能好等特點(diǎn)，提高了焊料的粘結(jié)性能。主要應(yīng)用于陶瓷封裝集成電路芯片粘接。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及焊接，也涉及焊接材料，尤其涉及半導(dǎo)體集成電路芯片粘接焊料。
背景技術(shù)
隨著半導(dǎo)體集成電路向大功率、高性能、高密度組裝、高可靠性和低成本的方向發(fā)展，對(duì)芯片組裝工藝的要求越來(lái)越高。但由于集成電路集成度大幅度提高，電子器件發(fā)熱量急劇上升，容易造成熱應(yīng)力集中而導(dǎo)致芯片扭曲變形，甚至崩裂失效。因此，要求芯片粘接材料具有燒結(jié)溫度低、導(dǎo)熱性良好和線(xiàn)膨脹系數(shù)低性能，以避免芯片因過(guò)大熱應(yīng)力而崩裂失效。
目前，陶瓷封裝類(lèi)集成電路的芯片主要采用導(dǎo)電膠或低溫?zé)Y(jié)玻璃粉進(jìn)行粘接。由于導(dǎo)電膠易老化和附著力低，不能滿(mǎn)足芯片粘接的高可靠性，而玻璃粉與陶瓷的熱膨脹系數(shù)相差較大，容易產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力，導(dǎo)致芯片變形或崩裂。
中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及銀焊料的申請(qǐng)件很多。例如:2011103969456號(hào)《一種新型復(fù)合焊料》、2012100408647號(hào)《具有銀含量可控的焊料接合區(qū)域的半導(dǎo)體封裝件》、2012100075193號(hào)《用于大功率半導(dǎo)體激光器列陣及疊陣的耐高溫焊料》、2012102816814號(hào)《一種銀釬焊料及其制備方法》、2014104680432號(hào)《一種復(fù)合焊料》和2016104616172號(hào)《銀釬焊料及其制備方法》等。這些專(zhuān)利技術(shù)中的焊料固然能夠解決某些元件、器件和器材的焊接需求，然而迄今為止，尚無(wú)涉及陶瓷封裝類(lèi)半導(dǎo)體集成電路芯片粘接焊料的專(zhuān)利申請(qǐng)件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供用于封裝類(lèi)集成電路芯片粘接的納米銀基復(fù)合焊料，克服現(xiàn)有芯片粘接材料存在的缺陷，構(gòu)成材料CTE梯度，從而杜絕半導(dǎo)體芯片因受到熱應(yīng)力過(guò)大而崩裂失效。
本發(fā)明提供的復(fù)合焊料是由銀粉、玻璃粉、有機(jī)載體三種成分按一定比例混合而成；銀粉的作用是導(dǎo)熱和導(dǎo)電；玻璃粉在燒結(jié)時(shí)起粘結(jié)作用，有利于與銀導(dǎo)體形成網(wǎng)狀組織，并調(diào)節(jié)焊料的膨脹系數(shù)；有機(jī)載體保證焊料的浸潤(rùn)性和流平性；具體的制備方法包括：
(1)銀粉的制備
使用純度為99.95％的銀粉，分別制備片狀銀粉和球狀銀粉；球狀銀粉用出料粒徑為納米級(jí)粉碎機(jī)制備，片狀銀粉采用球磨機(jī)對(duì)球狀銀粉進(jìn)行球磨，所用的球磨機(jī)為行星球磨機(jī)和磨球?yàn)檠趸喣デ颍玫狡瑺钽y粉粒徑為50nm～80nm，球狀銀粉的粒徑為20nm～50nm，均為納米級(jí)；熱膨脹系數(shù)約為16.2×10
(2)玻璃粉的制備
使用含90％PbO，含10％的H
(3)有機(jī)載體的制備
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