[發明專利]一種銀基導電漿料及其制備方法和在封裝芯片互連中的應用

有效

• 申請號: 201910339838.6
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110033877B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 范吉磊;李剛;朱朋莉;孫蓉
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00;H01L21/60
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明涉及一種銀基導電漿料及其制備方法和在封裝芯片互連中的應用，具體公開了一種銀基導電漿料，其包含40?80％的樹枝狀納米金屬顆粒，10～80wt％的溶劑、1～20wt％的分散劑、1～10wt％的增稠劑以及1～10wt％的粘度調節劑，且所述溶劑、分散劑、增稠劑、粘度調節劑及樹枝狀納米金屬顆粒的質量百分數之和為100wt％；所述的溶劑為乙醇胺。本發明制備的樹枝狀銀能夠在遠低于塊體溶點的溫度下燒結成型。同時，本發明制備的樹枝狀銀經燒結后又能在較高溫度下長期穩定工作，很好地滿足了“低溫燒結，高溫服役”的需求。此外，封裝得到的芯片與基板間具有很高的剪切強度。

技術領域

本發明涉及一種樹枝狀銀的制備方法及可應用于芯片互連的導電漿料的配 制，屬于集成電路電子封裝領域。

背景技術

第三代半導體材料具有寬的禁帶寬度，高的擊穿電場、高的熱導率、高的電 子飽和速率及更高的抗輻射能力，因而更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功 率器件，通常又被稱為寬禁帶半導體材料(禁帶寬度大于2.2ev),也稱為高溫 半導體材料。

隨著電子信息技術的高速發展，集成電路的封裝朝著輕薄短小的三維集成方 向發展，這其中倒裝芯片互聯技術因其具有較高的封裝密度，良好的電和熱性能， 穩定的可靠性和較低的成本，已經成為一種能夠適應未來電子封裝發展要求的技 術。倒裝芯片封裝技術即是首先在芯片焊盤上作凸點，然后將芯片倒扣于基板以 將凸點與基板間進行連接，以同時實現電氣和機械連接。凸點連接比引線鍵合連 線短，傳輸速度高，其可靠性可以提高30-50倍。在倒裝芯片封裝過程中，凸 點的形成和鍵合是其工藝過程的關鍵。

而傳統的互連材料是錫鉛焊料，鉛容易造成環境的污染；而錫的熔點在 231℃，在功率器件使用時也會高溫熔化。所以急需尋找新的替代材料，可以實 現高溫下的互連。

發明內容

為了解決上述的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種銀基導電漿料。

本發明的目的還在于提供上述銀基導電漿料的制備方法。

本發明的目的還在于提供上述銀基導電漿料在芯片互連中的應用。

本發明的目的又在于提供一種應用上述銀基導電漿料的芯片互連的方法。

本發明一個方面提供了一種銀基導電漿料，其包含40-80％的樹枝狀納米金 屬顆粒，10～80wt％的溶劑、1～20wt％的分散劑、1～10wt％的增稠劑以及1～ 10wt％的粘度調節劑，且所述溶劑、分散劑、增稠劑、粘度調節劑及樹枝狀納米 金屬顆粒的質量百分數之和為100wt％；所述的溶劑為乙醇胺。

優選地，包含50-70％的樹枝狀納米金屬顆粒，10～30wt％的溶劑、5～15wt％ 的分散劑、3～6wt％的增稠劑以及5～7wt％的粘度調節劑。

在本發明的技術方案中，所述的樹枝狀納米金屬顆粒為樹枝狀納米銀顆粒。

在本發明的技術方案中，所述分散劑選自聚乙烯吡咯烷酮、明膠、十六烷基 三甲基溴化銨、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯膠和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或 幾種的組合物。

在本發明的技術方案中，所述增稠劑選自已基纖維素、乙基纖維素、丁基纖 維素、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一種或幾種組合物。

在本發明的技術方案中，所述粘結劑選自松油醇、聚乙酸乙烯脂，聚偏氯乙 烯中的一種或幾種的組合。

在本發明的技術方案中，所述的樹枝狀納米銀顆粒通過以下方法獲得：

將銀前驅體、還原劑分散在溶液中，在反應制得樹枝狀納米銀顆粒溶液，將 其離心，洗滌，真空干燥，得到樹枝狀納米銀顆粒。優選地，所述樹枝狀納米銀 顆粒的制備過程不添加高分子化合物。所述的還原劑為金屬薄片，優選為銅箔錫 箔、鎳箔、鋁箔、鐵箔中的一種或幾種的組合。