本發(fā)明涉及電子材料技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種互連工藝。
背景技術(shù):
大功率電力電子器件或半導(dǎo)體器件需在高溫下具有良好的轉(zhuǎn)換特性和工作能力,除了器件中各組件自身的性能外,組件的封裝同樣影響電力電子器件或半導(dǎo)體器件的性能和長期可靠性。電力電子器件或半導(dǎo)體器件為電子互連件/電子組裝產(chǎn)品,即包括依次接觸的基板-互連材料-芯片,其是通過互連工藝將芯片與基板之間借助于互連材料進(jìn)行連接封裝;隨著功率半導(dǎo)體器件小型化、低功耗、高溫高壓的發(fā)展趨勢,對互連工藝也提出了更苛刻的性能需求:(1)保證芯片與基板可靠的機(jī)械連接;(2)具有較高的電導(dǎo)率以實現(xiàn)芯片與基板之間的電信號傳輸;(3)具有較高的熱導(dǎo)率以使熱量能夠有效地從功率芯片傳導(dǎo)到封裝結(jié)構(gòu),提高功率芯片的散熱效果;(4)能夠匹配芯片與基板之間熱膨脹系數(shù)的差異,有效減小連接處應(yīng)力;(5)極端工作環(huán)境下具有互連穩(wěn)定性和可靠性。
傳統(tǒng)大功率器件互連工藝中,通常需要在高溫高壓下利用互連材料將芯片與基板的封裝互連。然而,隨著電子產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的擴(kuò)大,對互連工藝也提出了越來越高的要求,逐漸傾向于向低溫低壓互連發(fā)展。一方面,互連溫度高,對互連設(shè)備、電子元件及基板材料的耐熱性能會提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn),對于一些耐熱性差的電子器件,在高互連溫度下容易造成器件損傷;而且,對于一些特殊的電子產(chǎn)品如太陽能薄膜、led、lcd、溫控元件等必須在低溫下互連;另一方面,互連溫度高還不利于節(jié)能減排,而電子元器件互連封裝又是現(xiàn)代主體行業(yè),高溫互連勢必對能源環(huán)境造成不小的問題。因此,如何降低互連工藝的溫度和壓力已成為本領(lǐng)域關(guān)注的熱點之一。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種互連工藝,本發(fā)明的互連方法能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫?zé)o壓下條件下進(jìn)行電子元器件或大功率半導(dǎo)體器件的互連。
本發(fā)明提供了一種互連工藝,包括:
將互連材料印刷至基板上,靜置,再將芯片蓋于所述互連材料表面,于100~200℃下燒結(jié),得到互連器件;
所述互連材料包括咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體和分散液;
所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體中,包覆在納米銅顆粒表面的咪唑類化合物選自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種。
優(yōu)選的,所述分散液選自乙醇、異丙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、乙二醇甲醚和乙二醇丁醚中的一種或幾種。
優(yōu)選的,所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體占互連材料的質(zhì)量比為50%~99%;
所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體中,納米銅顆粒的粒徑為10~50nm。
優(yōu)選的,所述靜置的時間為20~200min。
優(yōu)選的,所述燒結(jié)的氣氛為氫氣與氮氣的混合氣氛、氫氣與氬氣的混合氣氛、氮氣氣氛或氬氣氣氛;
所述燒結(jié)的時間為10~120min。
優(yōu)選的,所述互連材料通過以下方式獲得:
a)將微溶性銅源、保護(hù)劑、絡(luò)合劑、還原劑和溶劑混合,于50~150℃下反應(yīng),形成咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體;
所述微溶性銅源選自氫氧化銅、乙酰丙酮酸銅、堿式碳酸銅、油酸銅、和草酸銅中的一種或幾種;
所述絡(luò)合劑選自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種;
b)漿所述咪唑包覆納米銅顆粒粉體與分散液混合,超聲分散及真空脫泡處理,得到納米銅膏互連材料。
優(yōu)選的,所述步驟a)中,所述溶劑選自乙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇和丙三醇中的一種或幾種;
所述微溶性銅源在溶劑中的濃度為0.001~1mol/l;
所述保護(hù)劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉和乙二胺四乙酸鈉中的一種或幾種;
所述還原劑選自l-抗壞血酸、檸檬酸、硼氫化鈉、硼氫化鉀、次磷酸鈉和水合肼中的一種或幾種。
優(yōu)選的,所述步驟a)中,保護(hù)劑與微溶性銅源的摩爾比為1:(1~15);
絡(luò)合劑與微溶性銅源的摩爾比為1:(1~15);
還原劑與微溶性銅源的摩爾比為1:(1~10)。
優(yōu)選的,所述步驟a)包括:
a1)將微溶性銅源、保護(hù)劑、絡(luò)合劑、還原劑和溶劑混合,于50~150℃下反應(yīng),得到反應(yīng)液;
所述反應(yīng)的時間為10min~3h;
a2)將所述反應(yīng)液離心洗滌和干燥,形成咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體。
優(yōu)選的,所述步驟b)中,所述超聲分散的功率為400~600w,時間為10~30min;
所述真空脫泡處理的攪拌速度為1000~5000r/min,時間為1~10min,真空度為-80~-120kpa。
本發(fā)明提供了一種互連工藝,包括:將互連材料印刷至基板上,靜置,再將芯片蓋于所述互連材料表面,于100~200℃下燒結(jié),得到互連器件;所述互連材料包括咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體和分散液;所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體中,包覆在納米銅顆粒表面的咪唑類化合物選自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種。本發(fā)明的互連方法能夠在低溫?zé)o壓下條件下將芯片與基板互連,完成電子元器件或大功率半導(dǎo)體器件的連接封裝,能夠較好的應(yīng)用于高端電子器件的制造和半導(dǎo)體封裝等領(lǐng)域。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例1中互連工藝的流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種互連工藝,包括:
將互連材料印刷至基板上,靜置,再將芯片蓋于所述互連材料表面,于100~200℃下燒結(jié),得到互連器件;
所述互連材料包括咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體和分散液;
所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體中,包覆在納米銅顆粒表面的咪唑類化合物選自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的互連方法能夠在低溫?zé)o壓下條件下將芯片與基板互連,完成電子元器件或大功率半導(dǎo)體器件的連接封裝。
按照本發(fā)明,首先提供互連材料。本發(fā)明中,所述互連材料包括咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體和分散液。其中,所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體中,核心部分是納米銅顆粒,納米銅顆粒表面包覆了咪唑類化合物有機(jī)層。本發(fā)明中,所述納米銅顆粒的粒徑優(yōu)選為100nm以下,更優(yōu)選為10~50nm。本發(fā)明中,包覆在納米銅顆粒表面的咪唑類化合物選自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種。采用所述咪唑類化合物能夠與納米銅顆粒結(jié)合,達(dá)到良好的分散性和抗氧化性;另外,在燒結(jié)制備互連器件時,能夠在適宜的低溫下燒結(jié)除去,達(dá)到優(yōu)異的抗氧化效果,提高燒結(jié)后的電熱互連性能。
上述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體與所述分散液混合,形成納米銅膏互連材料。本發(fā)明中,所述分散液優(yōu)選為揮發(fā)溫度或分解溫度低于200℃的化合物,更優(yōu)選為揮發(fā)溫度或分解溫度低于150℃的化合物,進(jìn)一步優(yōu)選為乙醇、異丙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、乙二醇甲醚和乙二醇丁醚中的一種或幾種。本發(fā)明對所述分散液的來源沒有特殊限制,為一般市售品即可。
本發(fā)明提供的互連材料中,咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體占整體膏體互連材料的質(zhì)量比優(yōu)選為50%~99%,更優(yōu)選為60%~99%。
本發(fā)明中,所述互連材料優(yōu)選通過以下方式獲得:
a)將微溶性銅源、保護(hù)劑、絡(luò)合劑、還原劑和溶劑混合,于50~150℃下反應(yīng),形成咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體;
所述微溶性銅源選自氫氧化銅、乙酰丙酮酸銅、堿式碳酸銅、油酸銅和草酸銅中的一種或幾種;
所述絡(luò)合劑選自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種;
b)將所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體與分散液混合,超聲分散及真空脫泡處理,得到納米銅膏互連材料。
按照本發(fā)明,先將微溶性銅源、保護(hù)劑、絡(luò)合劑、還原劑和溶劑混合,于50~150℃下反應(yīng),形成咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體。
本發(fā)明中,所述微溶性銅源優(yōu)選選自氫氧化銅、乙酰丙酮酸銅、堿式碳酸銅、油酸銅和草酸銅中的一種或幾種。本發(fā)明對所述微溶性銅源的來源沒有特殊限制,為一般市售品即可。
本發(fā)明中,所述保護(hù)劑優(yōu)選為聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉和乙二胺四乙酸鈉中的一種或幾種。本發(fā)明對所述保護(hù)劑的來源沒有特殊限制,為一般市售品即可。本發(fā)明中,所述保護(hù)劑與上述微溶性銅源的摩爾比優(yōu)選為1:(1~15)。
本發(fā)明中,所述絡(luò)合劑優(yōu)選選自苯并三氮唑(即bta)、烷基咪唑(即ia)、苯并咪唑(即bia)、烷基苯并咪唑(即sba)和烷基苯基咪唑(即api)中的一種或幾種。本發(fā)明對所述絡(luò)合劑的來源沒有特殊限制,為一般市售品即可。本發(fā)明中,所述絡(luò)合劑與上述微溶性銅源的摩爾比優(yōu)選為1:(1~15)。
本發(fā)明中,所述還原劑優(yōu)選選自l-抗壞血酸、檸檬酸、硼氫化鈉、硼氫化鉀、次磷酸鈉和水合肼中的一種或幾種。本發(fā)明對所述還原劑的來源沒有特殊限制,為一般市售品即可。本發(fā)明中,所述還原劑與上述微溶性銅源的摩爾比優(yōu)選為1:(1~10)。
本發(fā)明中,所述溶劑優(yōu)選為乙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇和丙三醇中的一種或幾種。本發(fā)明對所述溶劑的來源沒有特殊限制,為一般市售品即可。本發(fā)明中,所述溶劑用量優(yōu)選為使微溶性銅源在溶劑中的濃度為0.001~1mol/l。
本發(fā)明中,將微溶性銅源、保護(hù)劑、絡(luò)合劑、還原劑與溶劑混合的方式?jīng)]有特殊限制,能夠?qū)⒏鹘M分混合均勻即可,如可以利用攪拌的方式進(jìn)行混合。本發(fā)明中,將混合均勻的原料液在50~150℃下反應(yīng),進(jìn)而形成咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體。本發(fā)明中,所述反應(yīng)的時間優(yōu)選為10min~3h。
本發(fā)明中,所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒中,核心部分是納米銅顆粒,納米銅顆粒表面包覆了咪唑類化合物有機(jī)層;其中,所述納米銅顆粒的粒徑優(yōu)選為100nm以下,更優(yōu)選為10~50nm。包覆在納米銅顆粒表面的咪唑類化合物為苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一種或幾種。
本發(fā)明中,具體的,將混合均勻的原料液在50~150℃下反應(yīng)后,優(yōu)先形成反應(yīng)液,將反應(yīng)液進(jìn)行離心洗滌和干燥后,得到咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體。
本發(fā)明中,在進(jìn)行離心洗滌前,優(yōu)選先將反應(yīng)液冷卻至室溫。將冷卻至室溫的反應(yīng)液進(jìn)行離心洗滌時,優(yōu)選在5000~10000r/min的離心條件下進(jìn)行離心洗滌;所述離心洗滌所用的洗滌劑優(yōu)選為去離子水、無水乙醇和丙酮中的一種或幾種。所述離心洗滌的次數(shù)沒有特殊限制,能夠?qū)⒎磻?yīng)液中的咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體洗滌干凈即可,優(yōu)選離心洗滌5次以上。
在離心洗滌后,將所得沉淀物進(jìn)行干燥;所述干燥優(yōu)選為真空干燥,如可以在-101kpa的真空度下室溫干燥6h;在所述干燥后,得到咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體。
按照本發(fā)明,在得到咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體后,將所述咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體與分散液混合,超聲分散及真空脫泡處理,得到納米銅膏互連材料。
本發(fā)明中,在得到咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體后,優(yōu)選先對其研磨;所述研磨的條件沒有特殊限制,能夠?qū)⒎垠w研磨分散即可。
在進(jìn)行研磨后,將咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體與分散液混合。本發(fā)明中,所述分散液優(yōu)選為揮發(fā)溫度或分解溫度低于200℃的化合物,更優(yōu)選為揮發(fā)溫度或分解溫度低于150℃的化合物,進(jìn)一步優(yōu)選為乙醇、異丙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、乙二醇甲醚和乙二醇丁醚中的一種或幾種。
本發(fā)明中,在進(jìn)行超聲分散時,優(yōu)選在400~600w的功率下進(jìn)行;所述超聲分散的時間優(yōu)選為10~30min。
本發(fā)明中,在進(jìn)行真空脫泡處理時,可以在真空脫泡攪拌機(jī)中進(jìn)行;所述真空脫泡的攪拌速度優(yōu)選為1000~5000r/min;所述真空脫泡處理的時間優(yōu)選為1~10min;所述真空脫泡處理優(yōu)選在-80~-120kpa的真空度下進(jìn)行。
本發(fā)明中,在所述超聲分散和真空脫泡處理后,得到納米銅膏互連材料。其中,咪唑類化合物包覆納米銅顆粒粉體占整體膏體互連材料的質(zhì)量比優(yōu)選為50%~99%,更優(yōu)選為60%~99%。
現(xiàn)有技術(shù)中的市售微納銅粉在應(yīng)用時抗氧化性差、且易團(tuán)聚成大尺寸顆粒;而按照本發(fā)明的制備方法制得的互連材料為納米銅膏互連材料,包含咪唑包覆銅顆粒粉體,所得膏體材料抗氧化性好,且互連材料膏體中咪唑包覆銅顆粒粉體分散均勻,不會團(tuán)聚成大尺寸顆粒,而是為單分散性良好的納米尺度顆粒,使所得納米銅膏互連材料分散性好,能夠較好的應(yīng)用于高端電子器件的制造和半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域。而且,采用市售微納銅粉進(jìn)行互連時,可使用性較差,對互連工藝中溫度和壓力要求較高,而采用本發(fā)明提供的互連材料,能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫且無需額外加壓條件下進(jìn)行互連,滿足本領(lǐng)域?qū)Φ蜏氐蛪夯ミB的需求。
按照本發(fā)明,提供互連材料后,將互連材料印刷至基板上。本發(fā)明中,所采用的基板優(yōu)選為鍍銅基板,將互連材料印刷至基板的鍍銅層表面。本發(fā)明中,所述印刷的方式優(yōu)選為絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷、平版印刷或凹版印刷。
按照本發(fā)明,將互連材料印刷到基板后,靜置一定時間,使納米銅膏互連材料中的有機(jī)包覆層在燒結(jié)之前進(jìn)行一定程度的揮發(fā),并大大提高納米銅膏互連材料燒結(jié)組織的致密度。本發(fā)明中,所述靜置的時間優(yōu)選為20~200min。
按照本發(fā)明,靜置后,將芯片蓋于所述互連材料表面。本發(fā)明中,在將芯片蓋于所述互連材料表面時,可將芯片一側(cè)傾斜緩緩蓋在互連材料表面,以防止芯片與互連材料之間產(chǎn)生氣泡。本發(fā)明中,所述芯片優(yōu)選為鍍銅芯片,在蓋芯片時,優(yōu)選將鍍銅層一面與互連材料接觸。
按照本發(fā)明,蓋設(shè)完芯片后,將所得試樣在100~200℃下燒結(jié),得到互連器件。本發(fā)明中,所述燒結(jié)的氣氛優(yōu)選為氫氣與氮氣的混合氣氛、氫氣與氬氣的混合氣氛、氮氣氣氛或氬氣氣氛;燒結(jié)氣氛為混合氣氛時,混合氣氛中兩種氣體的比例沒有特殊限制,對于氫氣與氮氣的混合氣氛,氫氣的體積含量優(yōu)選為5%~10%;氫氣與氬氣的混合氣氛中,氫氣的體積含量優(yōu)選為5%~10%。采用上述互連材料,在所述氣氛下進(jìn)行低溫?zé)Y(jié),能夠成功得到功率半導(dǎo)體互連器件。本發(fā)明中,所述燒結(jié)的時間優(yōu)選為10~120min。所述燒結(jié)無需施加外壓,在常壓下進(jìn)行即可。
本發(fā)明提供的互連工藝能夠在低溫?zé)o壓條件下實現(xiàn)大功率器件中芯片與基板的互連封裝,本發(fā)明采用特殊的納米銅膏互連材料,該互連材料中,咪唑包覆銅顆粒粉體表面特殊的有機(jī)保護(hù)層有利于提高納米銅顆粒的抗團(tuán)聚、抗氧化和助燒結(jié)性能,不僅有效防止納米銅顆粒被氧化,還可以起到清潔互連層表面的效果,大大提升了互連工藝的可靠性;在燒結(jié)過程中,咪唑有機(jī)層揮發(fā)或分解,還能達(dá)到免清洗焊料殘渣的效果?;ミB材料膏體中咪唑包覆銅顆粒粉體分散均勻,不會團(tuán)聚成大尺寸顆粒,而是為單分散性良好的納米尺度顆粒,使所得納米銅膏互連材料分散性好,進(jìn)一步提高互連工藝的可靠性。
為了進(jìn)一步理解本發(fā)明,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點,而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
實施例1
1.1互連材料的制備
在丙三醇溶劑中加入微溶性銅源乙酰丙酮酸銅、保護(hù)劑乙二胺四乙酸鈉、絡(luò)合劑苯并三氮唑、還原劑次磷酸鈉,其中,銅源在溶劑中的濃度為0.2mol/l,保護(hù)劑與銅源的摩爾比為1∶10,絡(luò)合劑與銅源的摩爾比為1∶6,還原劑與銅源的摩爾比為1∶5;將上述原料液攪拌均勻后緩慢加熱到150℃,同時保持勻速攪拌150min后,形成反應(yīng)液;冷卻至室溫,在7000r/min下用丙酮離心洗滌5次,取沉淀物真空干燥,得到苯并三氮唑原位包覆的納米銅顆粒粉體,其中,納米銅顆粒的粒徑為50nm。將所得苯并三氮唑包覆的納米銅顆粒粉體研磨分散后,加入一定量的乙醇和乙二醇甲醚,在500w下超聲分散20min,之后在-101kpa的真空度下進(jìn)行真空脫泡處理,在3000r/min攪拌速度下真空脫泡處理5min,得到納米銅膏互連材料,其中,苯并三氮唑原位包覆的納米銅顆粒粉體占整體互連材料的質(zhì)量比為85%。
所得納米銅膏互連材料中,苯并三氮唑包覆的納米銅顆粒粉體中的銅顆粒的粒徑約為50nm,膏體分散性良好。所得納米銅膏互連材料在60天內(nèi)不被氧化,具有良好的抗氧化性。
1.2互連器件的制備
通過絲網(wǎng)印刷將上述納米銅膏互連材料承印于鍍銅基板上,靜置60min后,將鍍銅芯片一側(cè)傾斜緩緩蓋在互連材料表面;將所得試樣置于氫氣體積含量為5%的氫氣-氮氣混合氣氛中,于175℃下燒結(jié)保溫80min,得到功率半導(dǎo)體互連器件。上述互連工藝過程如圖1所示。
實施例2
1.1互連材料的制備
在一縮二乙二醇溶劑中加入微溶性銅源油酸銅、保護(hù)劑十二烷基硫酸鈉、絡(luò)合劑烷基苯并咪唑、還原劑l-抗壞血酸,其中,銅源在溶劑中的濃度為0.012mol/l,保護(hù)劑與銅源的摩爾比為1∶5,絡(luò)合劑與銅源的摩爾比為1∶5,還原劑與銅源的摩爾比為1∶3;將上述原料液攪拌均勻后緩慢加熱到90℃,同時保持勻速攪拌110min后,形成反應(yīng)液;冷卻至室溫,在7000r/min下用無水乙醇離心洗滌5次,取沉淀物真空干燥,得到烷基苯并咪唑原位包覆的納米銅顆粒粉體,其中,納米銅顆粒的粒徑為25nm。將所得烷基苯并咪唑包覆的納米銅顆粒粉體研磨分散后,加入乙二醇和乙二醇丁醚,在500w下超聲分散20min,之后在-101kpa的真空度下進(jìn)行真空脫泡處理,在3000r/min攪拌速度下真空脫泡處理5min,得到納米銅膏互連材料,其中,烷基苯并咪唑原位包覆的納米銅顆粒粉體占整體互連材料的質(zhì)量比為95%。
所得納米銅膏互連材料中,烷基苯并咪唑包覆的納米銅顆粒粉體中的銅顆粒的粒徑約為25nm,膏體分散性良好。所得納米銅膏互連材料在60天內(nèi)不被氧化,具有良好的抗氧化性。
1.2互連器件的制備
通過絲網(wǎng)印刷將上述納米銅膏互連材料承印于鍍銅基板上,靜置120min后,將鍍銅芯片一側(cè)傾斜緩緩蓋在互連材料表面;將所得試樣置于氫氣體積含量為10%的氫氣-氬氣混合氣氛中,于165℃下燒結(jié)保溫50min,得到功率半導(dǎo)體互連器件。
實施例3
1.1互連材料的制備
在二縮二乙二醇溶劑中加入微溶性銅源草酸銅、保護(hù)劑十二烷基硫酸鈉、絡(luò)合劑烷基苯并咪唑、還原劑l-抗壞血酸,其中,銅源在溶劑中的濃度為0.008mol/l,保護(hù)劑與銅源的摩爾比為1∶10,絡(luò)合劑與銅源的摩爾比為1∶6,還原劑與銅源的摩爾比為1∶4;將上述原料液攪拌均勻后緩慢加熱到100℃,同時保持勻速攪拌110min后,形成反應(yīng)液;冷卻至室溫,在9000r/min下用無水乙醇離心洗滌5次,取沉淀物真空干燥,得到烷基苯并咪唑原位包覆的納米銅顆粒粉體,其中,納米銅顆粒的粒徑為12nm。將所得烷基苯并咪唑包覆的納米銅顆粒粉體研磨分散后,加入異丙醇和乙二醇甲醚,在500w下超聲分散20min,之后在-101kpa的真空度下進(jìn)行真空脫泡處理,在3000r/min攪拌速度下真空脫泡處理5min,得到納米銅膏互連材料,其中,烷基苯并咪唑原位包覆的納米銅顆粒粉體占整體互連材料的質(zhì)量比為75%。
所得納米銅膏互連材料中,烷基苯并咪唑包覆的納米銅顆粒粉體中的銅顆粒的粒徑約為12nm,膏體分散性良好。所得納米銅膏互連材料在60天內(nèi)不被氧化,具有良好的抗氧化性。
1.2互連器件的制備
通過絲網(wǎng)印刷將上述納米銅膏互連材料承印于鍍銅基板上,靜置50min后,將鍍銅芯片一側(cè)傾斜緩緩蓋在互連材料表面;將所得試樣置于氫氣體積含量為10%的氫氣-氮氣混合氣氛中,于125℃下燒結(jié)保溫120min,得到功率半導(dǎo)體互連器件。
以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。