[其他]充銀玻璃金屬化糊劑

無效

• 申請號: 86102617
• 申請日: 1986-04-16
• 公開（公告）號: CN86102617A
• 公開（公告）日: 1987-01-07
• 發明（設計）人: 雷蒙德·L·迪茨;羅麥奧·薩拉薩爾;弗里德里克·維斯
• 申請（專利權）人: 約翰森·馬思公司
• 主分類號: H01B1/00
• 分類號: H01B1/00;H01L21/58
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 欒本生

本發明涉及充銀玻璃金屬化糊劑，該糊劑特別適用于把半導體器件粘結到陶瓷基片上。

上述的申請及專利描述和要求保護一些充銀玻璃配方（“糊劑”），這些配方適用于把硅半導體器件粘結到陶瓷基片上。這些糊劑能夠有效地代替更貴重的金基底粘結配方。然而，盡管在上述的專利和申請中例舉了銀基底配方的一些優點，人們仍然希望有能提供更好性能的配方。

本發明的一個重要目的是提供屬于上述種類的新型充銀糊劑配方，它與所述早先的申請和專利中具體描述的糊劑相比提供了某些特殊的優點。根據本發明的一組最佳糊劑的特征是，它們可在比早先的專利和申請中具體例舉的糊劑低得多的焙燒溫度下使用。

本發明的另一目的是，以本發明和一個或多個早先申請為基礎，更恰當地定義由早先描述的糊劑所表示的一些普通的概念。通過下文也將清楚地了解本發明的其它目的。

一般地說，本發明糊劑的基本組成是：

25%到95%的銀顆粒，其顆粒的表面積至少為0.2m²/gm左右，最好是0.2-1.0m²/gm，其搖實密度至少為2.2gm/cc左右;

75%到5%的實質上無鈉玻璃料，最好是高含量的硼酸鉛玻璃料，其軟化溫度425℃以下，最好是在325℃到425℃的范圍內，其熱膨脹系數不高于約13ppm/℃，表面積至少為0.3m²/gm左右，其搖實密度最高達3.6gm/cc;

一種有機液料，它的量足以使糊劑中固體物的百分數大約為75%到85%。

本發明打算在上面定義的廣泛種類中提供兩種特別新的最佳類型的糊劑，它們具有某些特殊和明顯的優點。這些最佳實施方案的第一種包括上面指出的充銀糊劑，其中的銀成分是平均搖實密度至少有3gm/cc的片狀粉末，最好平均搖實密度為3.2-4.0gm/cc的范圍。業已發現，使用比上述的早先專利和申請中較高搖實密度銀粉的糊劑，與其對應的基于片狀銀粉的、其搖實密度顯著低于3gm/cc（比如2.8gm/cc）的糊劑相比，在使用時可得到較小的收縮率和焊縫破裂。

本發明的另外一種新的特別好的實施方案包括一種“低溫”配方，也就是說能夠給出使用更低焙燒溫度的糊劑，所得到的粘結性能更好。一般來說，為了在半導體模片和陶瓷基片間獲得最好的粘結性能，當使用上述專利和申請中具體描述的糊劑時，人們一直認為使用超過410℃左右的焙燒溫度是必要的和所希望的。盡管這種焙燒溫度對于多數的應用是足夠的，但有某些應用，特別是在組件或元件（比如，所說的釬接，芯片支座、引線網陣等）的多層加工中，在這里，給出所要粘附強度的較低焙燒溫度是特別突出的優點。例如，所指出的多層組件，與“陶瓷浸漬類”的器件相反，它包括一個用于后來與金/錫壓片封接的鎳和鍍金的金屬化密封環。通過鍍金，在空氣中的高焙燒溫度（比如425℃或更高）可能激勵在下面的鍍鎳，并使鎳氧化，這樣就使得金/錫壓片很難涂濕，從而影響了要求的氣密封接。本發明的低溫度的配方可能有效地使用低得多的焙燒溫度，比如從大約370℃到大約390℃，最好是大約370℃到375℃，在消除使用較高焙燒溫度引起缺點的同時，還提供了與高焙燒溫度下所獲得的等同粘附強度。結果使得可把該低溫糊劑用到比如多層器件加工那樣的一些應用。在這里使用高溫可引起上述的缺點。

本發明的低溫配方是根據一個偶然的發現，即玻璃的軟化溫度、片狀銀粉的搖實密度和表面積是相互有關的，并且對所獲得的粘附強度可能有重要的和所希望的影響。通過適當地選擇玻璃和片狀銀粉，以滿足這三個條件的臨界限度，就可以使得在獲得要求的粘附強度的同時有效地減小焙燒溫度。具體地說，業已發現，可把按照下面配方的糊劑用到多層組件的組裝中，其焙燒溫度大約為370℃到大約390℃到大約370℃到大約375℃，它不會有用其它要求高焙燒溫度的類似糊劑時遇到的問題。該配方的要求是：玻璃料具有的軟化優點范圍為大約320℃到350℃;片狀銀粉具有的搖實密度為2.5-3.6gm/cc;片狀銀粉的表面積為0.7-0.9m²/gm。對于這個目的更為有利的是：玻璃料具有表面積大約為1.0m²/gm到2.5m²/gm，其搖實密度大約為2.0gm/cc到3.5gm/cc，盡管提供這種玻璃來滿足指出的軟化點的需要不是主要的。

圖1表示把本發明的糊劑用于粘結目的情況。如圖所示，把糊劑（14）用于粘結半導體，比如把一個硅模片（12）粘結到陶瓷基片（10）上。