[發明專利]一種微細線路修復材料及其修復方法

在審

• 申請號: 202010092913.6
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111146182A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 崔成強;楊斌;葉懷宇;張國旗
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525;H01L23/532;H01L21/768
• 代理公司: 北京中知法苑知識產權代理有限公司 11226
• 代理人: 閻冬

本發明公開一種微細線路修復材料及其修復方法，該線路修復材料包括金屬內芯、包裹部分所述金屬內芯的焊料部；所述金屬內芯端部設有夾載部，所述焊料部為納米金屬膏體焊料；所述納米金屬膏體焊料包括納米金屬顆粒、抗氧化劑、助焊劑、穩定劑、活性劑；所述納米金屬顆粒含量為50.0wt?95.0wt.％、抗氧化劑含量為5.0wt–40wt.％，助焊劑、穩定劑和活性劑總量≤5.0wt.％。該方法可實現局部修復缺損線路，避免元器件因局部斷路而報廢，提高產品存活率，降低企業生產成本。在不影響半導體封裝互連模塊電氣性能前提下，實現低溫條件下互連。所述基板可在電力電子應用、IGBT封裝、光電子封裝、MEMS封裝、微電子、大功率LED封裝等領域的微細線路修復使用。

技術領域

本發明屬于第三代半導體封裝互連領域，具體涉及一種微細線路修復材料及其修復方法。

背景技術

半導體封裝元器件因其體積小、集成度高、功能齊備而在現代電子產品中占據著十足重要的地位，是現代所有電子元器件產品的基本骨架。而作為串通起這些基本骨架的七經八脈，微細線路的重要性可想而知，一但線路短路或者失效，就會導致整個電子元器件的失效乃至整個電子產品的報廢。電子互連線路是半導體器件制造和微電子封裝、電力電子封裝微器件各模塊連接組件間的樞紐。由于固體銅的熔點在1000℃以上，大部分元器件材料在此條件下都會造成熱失效，如何減小線路制作過程中的缺陷，避免元器件因局部斷路而報廢，提高產品存活率，降低企業生產成本，是推進相關研究的主要思路和方向。

發明內容

針對上述存在的不足，本發明提出一種新型微細線路修復材料，該線路修復材料包括金屬內芯、包裹部分所述金屬內芯的焊料部；所述金屬內芯端部設有夾載部，所述焊料部為納米金屬膏體焊料；所述納米金屬膏體焊料包括納米金屬顆粒、抗氧化劑、助焊劑、穩定劑、活性劑；所述納米金屬顆粒含量為50.0wt-95.0wt.％、抗氧化劑含量為5.0wt–40wt.％，助焊劑、穩定劑和活性劑總量≤5.0wt.％；納米金屬膏體焊料通過緊密吸附方式包裹在金屬內芯周圍，留出端部一截金屬內芯，緊密吸附方式為噴涂、機械印刷、氣相沉積、濺射、浸染等再配以干燥方式制作而成。

優選的，所述納米金屬顆粒包括納米銅、納米銀和M@Cu納米結構；所述M@Cu納米結構為以銅為核層、金屬M為殼層的殼核結構；所述金屬M選自Au、Ag、Ni。

優選的，所述金屬內芯橫截面形狀為圓形或矩形；所述金屬內芯寬度為10nm-100nm；所述金屬內芯直徑可為20μm-100μm；所述金屬內芯材料選自銅、金屬錫、金、銀。

優選的，所述納米金屬膏體焊料厚度為20μm-100μm。

優選的，所述抗氧化劑為聚乙烯吡咯烷酮、油酸、油胺、乙醇胺、三乙醇胺、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、苯并咪唑的一種或幾種。

優選的，所述助焊劑為乳酸及其衍生物、檸檬酸及其衍生物、非活性化松香及其衍生物或活性化松香及其衍生物。

優選的，所述穩定劑為咪唑類化合物及其衍生物、聚乙烯吡咯烷酮、有機烯類聚合物、有機烯與有機醇、有機酮、有機酸、銨類合成的聚合物、十六烷基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇及含羥基、羧基類有機聚合物中的一種或幾種。

基于同樣的發明構思，本發明另提供一種微細線路修復方法，采用上述修復材料，實施如下步驟：

S1：將所述修復材料夾載置于封裝元器件線路缺陷斷路處；

S2：激光頭定位，利用高能激光束快速融化所述納米金屬膏體焊料以局部修復缺損電路。

本發明一種新型微細線路修復材料及其修復方法可實現局部修復缺損線路，避免元器件因局部斷路而報廢，提高產品存活率，降低企業生產成本。在不影響半導體封裝互連模塊電氣性能前提下，實現低溫條件下互連。所述基板可在電力電子應用、IGBT封裝、光電子封裝、MEMS封裝、微電子、大功率LED封裝等領域的微細線路修復使用。