[發(fā)明專利]納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010248843.9
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111408870A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳玫
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶群崴電子材料有限公司
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K35/36
• 代理公司: 重慶項乾光宇專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50244
• 代理人: 馬光輝

納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏及其制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏按照質(zhì)量比由納米銀金屬間化合物顆粒60～65、納米銅金屬間化合物顆粒22～24，分散劑2.5～7.5、粘結(jié)劑2.5～7.5、稀釋劑2.5～7.5和助焊劑2.5～7.5，具體方法為：采用共沉淀水熱還原法制備AgCl2和CuCl2金屬鹽顆粒，將其與分散劑、粘結(jié)劑、稀釋劑以及助焊劑混合，再利用超聲波震蕩、手動攪拌或機械攪拌方法使以上體系在有機溶劑中均勻一致的分散，再將多余溶劑揮發(fā)出去，制成納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏。該焊膏以納米金屬間化合物顆粒為固體成分，利用納米材料的尺寸效應(yīng)，實現(xiàn)低于塊體熔點溫度的互連過程，避免對元器件的高溫?fù)p傷、避免連接界面的過度反應(yīng)、實現(xiàn)長效高溫服役、降低封裝成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種焊膏及其制備方法，具體涉及一種可用于電子器件的封裝和組裝互連，且其實際服役溫度高于其施焊溫度的納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，3C產(chǎn)品，功率越做越大，頻率越做越高，發(fā)熱量也越來越大！熱危害也就越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)互連方法，如釬焊，要求服役溫度必須低于連接溫度，要想提高服役溫度必須選擇熔點更高的釬料。然而，過高的連接溫度會造成元器件的高溫?fù)p傷，且高溫下連接界面的過度反應(yīng)易導(dǎo)致過量金屬間化合物的生成，以及連接界面可靠性的下降，即工藝性和高溫可靠性不可兼得。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在較低溫度實現(xiàn)連接但卻能在更高溫度下服役的納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏及其制備方法，該焊膏以AgCl2和CuCl2金屬鹽顆粒為固體成分，利用納米材料的尺寸效應(yīng)，實現(xiàn)低于塊體熔點溫度的互連過程，避免對元器件的高溫?fù)p傷、避免連接界面的過度反應(yīng)、實現(xiàn)長效高溫服役、降低封裝成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明，一種納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏，由納米銀金屬間化合物顆粒以及納米銅金屬間化合物顆粒、分散劑、粘結(jié)劑、稀釋劑和助焊劑制成，按質(zhì)量比計，其中，納米銀金屬間化合物顆粒60～65、納米銅金屬間化合物顆粒22～24，分散劑2.5～7.5、粘結(jié)劑2.5～7.5、稀釋劑2.5～7.5和助焊劑2.5～7.5，所述分散劑為硬脂酸、十二胺、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、聚丙烯酰胺或魚油；所述粘結(jié)劑為α-松油醇；所述稀釋劑為酒精或萜品醇；所述助焊劑為松香。

進一步限定，所述焊膏中還加入有修飾劑，納米銀金屬間化合物顆粒以及納米銅金屬間化合物顆粒與修飾劑質(zhì)量比為73∶27：1.6～70∶30：1.2，所述修飾劑為聚乙二醇、硬脂酸或魚油。

上述技術(shù)方案中，納米雙金屬超固溶結(jié)構(gòu)焊膏的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：采用共沉淀水熱還原法制備納米銀金屬間化合物顆粒以及納米銅金屬間化合物顆粒，具體步驟如下：

(1)將AgCl2和CuCl2金屬鹽顆粒，按照待制備化合物的相應(yīng)原子比置于帶有聚四氟乙烯襯里的高壓釜中；

(2)向高壓釜中加入占其容積60～80％的水；

(3)向AgCl2和CuCl2金屬鹽顆粒中加入還原劑、絡(luò)合劑后立即密封高壓釜并加熱至80～110℃，加壓至0.5～3MPa；

(4)反應(yīng)5～20h時間后，使高壓釜自然冷卻至室溫，取出沉淀產(chǎn)物；

(5)將所獲得的沉淀物以3000～5000r/min的轉(zhuǎn)速離心分離，再用去離子水和乙醇清洗三次以上；

(6)在100～130℃下真空干燥20～30h，即可獲得直徑為20～60nm的金屬間化合物顆粒；

步驟二：將AgCl2和CuCl2金屬鹽顆粒與分散劑、粘結(jié)劑、稀釋劑以及助焊劑按照質(zhì)量比為60～65：22～24∶2.5～7.5：2.5～7.5：2.5～7.5∶2.5～7.5的比例混合；