[发明专利]基于半导体芯片粘结用低温烧结型导电浆料及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于半导体芯片粘贴用低温烧结型浆料，本发明还涉及该基于半导体芯片粘结用低温烧结型浆料的制备工艺。

背景技术

在半导体芯片、大规模集成电路、混合电路中大面积陶瓷基片贴片，微波电路的组装，在现有的应用于集成电路芯片贴装工艺，现有组装工艺造成芯片开裂失效、技术状态不稳定，这对于军用电子元器件的可靠性和使用寿命具有十分不利的影响。不能满足武器装备电子元器件的需求，制约了电子组装材料的技术进步，不利于提高军用电子元器件的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高热导、高导电、低膨胀系数、高散热性的基于半导体芯片粘结用低温烧结型导电浆料。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该基于半导体芯片粘结用低温烧结型导电浆料的制备工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供的基于半导体芯片粘结用低温烧结型导电浆料，由固相成分和有机粘结剂组成，其中固相成分与有机粘结剂按重量比为(70～90)∶(10～30)组成，固相成分是由片状与球状复合银粉与玻璃粉按重量比为(65～90)∶(10～35)混合制成，其中球状与片状银粉的重量之比为(5～15)∶(85～95)，复合银粉的平均粒径小于4μm，玻璃粉为PbO-Al₂O₃-SiO₂系玻璃粉，主要成分质量百分比为：PbO 95％～60％、Al₂O₃2％～30％、SiO₂1％～20％、TiO₂0.5％～20％；有机粘结剂中各组分的重量比：松油醇50～70％、柠檬酸三丁酯35～15％、卵磷脂5～1％、乙基纤维素8～3％、氢化蓖麻油5～10％、二甲苯2～10％。

本发明提供的基于半导体芯片粘结用低温烧结型导电浆料的制备工艺为：

(A)、调制片状球状复合银粉：选用粒度4～10μm的球状银粉、片状银粉，按球状与片状银粉的重量之比为(5～15)∶(85～95)混合制得所需的球状片状混合银粉备用；

(B)、配制有机粘结剂：将有机溶剂及增稠剂、表面活性剂、触变剂按一定比例于60～90℃充分搅拌数小时使其充分溶解，各类原料及配比为：松油醇50～70％、柠檬酸三丁酯15～35％、卵磷脂1～5％、乙基纤维素3～8％、氢化蓖麻油5～10％、二甲苯2～10％；

(C)、超细玻璃粉的制备：将主要成分质量百分比为：PbO 95％～60％、Al₂O₃ 2％～30％、SiO₂ 1％～20％、TiO₂ 0.5％～20％的PbO-Al₂O₃-SiO₂系玻璃粉置入球磨机中球磨，得到粒径不大于6μm的微粉；

(D)、浆料的调制：按球状片状混合银粉∶玻璃粉为(65～90)∶(10～35)的重量比配制固相成分，并按固相成分∶有机粘结剂为(70～90)∶(10～30)的重量比将原料置于容器中充分搅拌后进行轧制。

采用上述技术方案的基于半导体芯片粘结用低温烧结型导电浆料及其制备工艺，优点在于：

1、选用PbO-Al₂O₃-SiO₂体系玻璃粉、球状片状混合银粉与有机粘结剂制成的浆料可在400℃左右烧结成功。

2、选用多组分的醇和酯类主溶剂代替传统的单组分醇类溶剂，将不同沸点及挥发速度的主溶剂按合理的比例配制使浆料在印刷、烘干、烧成等过程中均衡挥发，避免溶剂集中挥发而出现开裂、空洞等缺陷。

3、选用氢化蓖麻油作为触变剂，在有机粘结剂体系中形成良好的胶体结构，使浆料具有优良的触变性及防沉效果。

4、本发明的导电浆料印刷特性和烧结特性优良，粘结性能好、方阻低等优点。