导电银胶及其制备方法和微电子功率器件技术

本发明专利技术公开了一种导电银胶及其制备方法和微电子功率器件。本发明专利技术导电银胶包括如下质量百分比的组分：银粉60-90％、环氧树脂5-30％、氰酸酯2-25％、促进剂0.1-2.0％、增韧剂1～10％、功能助剂0.1～3％。本发明专利技术实施例导电银胶具有低的粘度和具有高的胶体热分解温度，同时还具有较高的粘结强度和耐热性能。本发明专利技术导电银胶无溶剂制备方法工艺简单，有效降低了其生产成本。本发明专利技术微电子功率器件由本发明专利技术导电银胶封装而成，从而具有高的加工性、可靠性，并延长了其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子封装
，特别涉及一种单组分耐高温导电银胶及其制备 方法和采用所述单组分耐高温导电银胶的微电子功率器件。
技术介绍
随着微电子技术的飞速发展和应用前景的日益广阔，对集成电路集成度的要求必 然会越来越高，电子系统的大部分功能都开始向单芯片集成，发热量也逐渐增大，尤其是 IGBT模块中的功率芯片，随着功率的增加和尺寸的缩小，芯片的电路温度不断上升，因而需 要将芯片装配在热沉材料上以提高散热效率。功率芯片与热沉的装配一般采用铅锡(63Sn/ 37Pb)或金锡(20Sn/80Au)焊接，由于环境保护的需要，在世界范围内已经禁止使用铅锡焊 料;金锡焊料成本高，焊接温度高达300°C，则对芯片等材料要求严格，使其应用范围受到很 大限制。 作为锡-铅焊料的替代品一一高导热导电胶接技术已可实现功率芯片与热沉的装 配，具有成本低、施工过程中键合温度低，所需设备简单，易于实现自动化操作等一系列优 点。另外，可以节约大量贵金属原材料，减少能源消耗，还可以提高精密组件的生产效率，解 决金属基焊接难返修、易变形的技术难题。 但是，当前导电胶在功率芯片键合中还存在一些不足，如电阻率不稳定、力学性能 不够好，这些缺陷已经逐步被研究人员攻克，如国内专利CN1948414和CN101215450等均介 绍了采用银纳米线或是银纳米棒复合银纳米粒子作为导电填料，可以减少导电填料在导电 胶中的含量，提高力学强度。同时由于纤维状填料的存在可以增强导电网络的稳定性，使得 导电胶的耐老化性能得到提高。 虽然现有高导热导电胶电阻率不稳定、力学性能不够好等缺陷被克服，但是有出 现了另一问题。具体的是在微电子功率芯片封装过程中，经常会出现局部区域放热过大，导 致芯片粘结部位部分破坏，产生6~10%的红区问题，这主要是由于现存导电胶普遍存在耐 高温性能不好所导致的，一般导电胶的耐温极限在150°C左右，环境温度超过150°C以后会 出现粘结力急剧下降。 针对现存导电胶普遍存在耐高温性能差的问题，本行业中也做一些相关研究探 索，如在国内专利CN104726035A中公开了一种导电银胶。该导电银胶由以下重量百分比 制成:环氧树脂12-25，固化剂0.08-1.0，石墨烯1-1.5，导电填料75-90。其中，所述的环氧树 脂为双酚A环氧树脂，固化剂为双氰胺，导电填料为微米级别的片银与球银的混合物。该专 利所公开的导电银胶虽然具有最高使用温度可以达到350°C，但是经研究发现，其导电银胶 最高使用温度还有一定的使用局限性，在需要相对高温度中使用受限限制，而且其导电银 胶还存在流动性差以及和含有溶剂的问题，以导致封装质量不高和封装的微电子产品性能 不稳定。因此，如何研发出一种既具有较高的使用温度由具有较好的流动性且无溶剂的导 电银胶将对微电子器件的质量和性能的提高具有重要帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种单组分耐高温导电银胶及 其制备方法，以解决现有导电银胶最高使用温度不高，且粘度大而导致微电子器件封装的 质量和性能不稳定的技术问题。本专利技术的目的在于提供一种微电子功率器件，以解决现有微电子功率器件由于封 装采用的导电银胶最高使用温度不高和粘度大而导致其封装的质量和性能不稳定的技术 问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例一方面，提供了一种单组分耐高温导电银 胶。所述单组分耐高温导电银胶包括如下质量百分比的组分： 银粉 60-90% 环氧树脂5-30% 氰酸酯 2-25% 從进剤 0.1-2,0% 增韧剂 1~10% 功能助剂0.1~3%:。 本专利技术实施例另一方面，提供了一种单组分耐高温导电银胶的制备方法，包括如 下步骤：按照本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶所含组分及含量分别称取各原料；将称取的所述环氧树脂、氰酸酯、增韧剂、促进剂、功能助剂进行混料处理，得到第 一混合物料； 将称取银粉分批次加入到所述第一混合物料中并进行混料处理，得到第二混合物 料； 将所述第二混合物料进行研磨处理，过滤处理，真空脱泡处理。本专利技术实施例又一方面，提供了一种微电子功率器件。所述微电子功率器件采用 本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶或由本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶制备方法 制备的单组分耐高温导电银胶封装而成。与现有技术相比，本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶以环氧树脂和氰酸酯树脂 按照其含量复配，共同构成本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶的基础树脂组分，该两树 脂组分能够发挥增效作用，有效降低本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶的粘度。另外，将 氰酸酯引入到环氧树脂体系中，当本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶固化过程中，环氧 树脂和氰酸酯树脂反应生成高密度的三嗪杂环结构，提高树脂的交联密度使得胶体热分解 温度高达380°C，而且不含溶剂组分。同时还具有较高的粘结强度和耐热性能，有效解决了 现有导电胶连接技术中出现红区的问题，有效提高了功率器件及产品的封装质量和可靠 性。本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶制备方法按照其顺序将各组分进行混料处 理，其分散体系均匀，性能稳定，无需额外添加溶剂组分，尤其是使得基础树脂组分及其银 粉等能够有效混合均匀，从而使得基础树脂组分有效发挥增效作用，赋予本专利技术实施例单 组分耐高温导电银胶具有低的粘度，具有良好的流动性，并经固化后使得胶体热分解温度 高达380°C。经过脱泡处理后，能使得本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶施胶封装过程 中，无气泡，避免填充空洞的出现。 本专利技术实施例微电子功率器件由于是采用本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶 封装而成，因此，能有效保证点胶均匀，封装质量高，从而有效提高了微电子功率器件加工 性、可靠性，并延长了其使用寿命。【具体实施方式】 为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本专利技术，并不用于限定本专利技术。 本专利技术实施例说明书中所提到的各组分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含 量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本专利技术实施例说明书组合物各 组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术实施例说明书公开的范围之内。具体地，本专利技术 实施例说明书中所述的质量可以是yg、mg、g、kg等医药领域公知的重量单位。 -方面，本专利技术实施例提供了一种具有低粘度和高胶体热分解温度单组分耐高温 导电银胶。在一实施例中，本专利技术实施例单组分耐高温导电银胶包括如下质量百分比的组 分： 银粉 60-90% 环氧树脂5-30% 氰酸酯 2-25% 促进剂 0.1-2.0% 功能助剂 0.1~3 %。 具体地，上述实施例单组分耐高温导电银胶所含的银粉赋予本专利技术实施例单组分 耐高温导电银胶优异的导电性能和低的膨胀率。该银粉可以选用本领域导电银胶所常规的 银粉，在一实施例中，上述实施例单组分耐高温导电银胶所含的银粉选用形状为球状、枝 状、片状、棒状，或者是各种形状组成的混合物，其中最优化选择是片状与球状混合。选用该 类型的银粉，一方面能能够在胶体中形成网络导电结构，从而具有优异的导电性能；另一方 面能赋予胶体低的膨胀系当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单组分耐高温导电银胶，包括如下质量百分比的组分：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蓉，张保坦，韩延康，朱朋莉，胡友根，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44