The invention relates to a preparation method of antioxidant silver-plated copper solder paste suitable for high power packaging. Nano-copper powder is prepared by liquid phase method. The silver film with nano-thickness is uniformly coated on the surface of nano-copper powder by silver plating method, and low temperature air sintering solder paste is prepared by surface modification. The silver-plated copper solder paste prepared by the invention has high melting point, high welding strength and good heat dissipation after sintering, so it can realize low-temperature sintering in air, and has good electrical conductivity, heat dissipation and high temperature resistance. It can be used for connecting and encapsulating high-power electronic devices, and has simple experimental operation and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种适用于大功率封装抗氧化镀银铜焊膏的制备方法
本专利技术涉及一种抗氧化镀银铜焊膏的制备方法,特别涉及一种在较低温度下制备适用于大功率封装抗氧化镀银铜焊膏,可望应用于印刷芯片连接、印刷板电路和其他高功率器件领域。
技术介绍
电子器件在航空航天、国防、石油钻井等领域应用的快速发展使得封装区域小型化,集成电路密集化,这对电子器件的连接封装带来了巨大的挑战。因为功率芯片在工作过程中会产生很多热量,芯片级互连技术的发展对热处理能力也就提出了很高的要求。另外,可靠性也一直是芯片级互连技术必须考虑的因素。总之,芯片级互连工艺对于半导体器件和其他功率系统的连接起着很重要的作用。对于大功率电子封装来说,一个好的芯片级互连工艺应该满足所有集成上的需求,具有良好的导电性能、散热能力,可靠性以及简单的工艺操作。此外,大功率封装还需要满足一些高操作温度等应用的特殊要求。目前芯片的互连材料主要以合金钎料和导电胶为主,而导电胶在200℃以上服役时便失效,含铅合金钎料在中低温服役性能好(200~400℃)中大多含铅,随着环保对无铅化材料推进的进程,纳米金属焊膏具有良好的商业背景受到广泛关注。Ag纳米焊膏具有优异的电学、热学性质,已经部分开始投入实际应用。然而银的成本较高,同时由于银的电迁移、离子迁移特性,电子器件的可靠性受到质疑。纳米金属Cu由于成本大幅度低于纳米Ag,具备与纳米Ag相近的热导率和电导率,可以作为纳米焊膏中Ag纳米材料的替代材料。然而,纳米铜材料极易氧化,难以实现烧结后的焊膏高导电导热性能。纳米铜焊膏的制备方法已有报道,专利201710343566.8报道了一种纳米铜焊 ...
【技术保护点】
1.一种适用于大功率封装抗氧化镀银铜焊膏的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将五水合硫酸铜溶解于去离子水中,加入苯骈三氮唑BTA和聚乙烯吡咯烷酮PVP,采用氨水调整pH值,制成氧化剂溶液A;将一定浓度的水合肼配置成还原剂溶液B,并且将还原剂溶液B缓缓的滴加到氧化剂溶液A中;磁力搅拌得到铜溶胶,离心分离获得铜粒子;用去离子水洗三遍,再用酒精洗一遍,最后真空干燥处理即可获得纯净的纳米铜粉;2)采用次亚磷酸钠溶于去离子水中,加入表面活性剂PVP并调节其pH值,制备次亚磷酸钠还原液,将步骤1)制备纳米铜粉作为基材加入次亚磷酸钠还原液中,配制镀银还原液;以硝酸银作为银源,以去离子水为溶剂并加入表面活性剂六偏磷酸钠和络合剂乙二胺四乙酸二钠配制镀银氧化液,将镀银氧化液加入到镀银还原液中,磁力搅拌并控制温度与时间,制备出镀银铜粉,并通过离心分离和真空干燥得到纯净的纳米镀银铜粉;3)将得到的纳米镀银铜粉加入溶剂中,加入一定量的表面活性剂,通过超声得到分散均匀的分散液,之后加热溶液去除溶剂,得到纳米焊膏,将纳米焊膏用于两片金属铜板的粘接,并通过低温烧结得到连接件。
【技术特征摘要】
1.一种适用于大功率封装抗氧化镀银铜焊膏的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将五水合硫酸铜溶解于去离子水中,加入苯骈三氮唑BTA和聚乙烯吡咯烷酮PVP,采用氨水调整pH值,制成氧化剂溶液A;将一定浓度的水合肼配置成还原剂溶液B,并且将还原剂溶液B缓缓的滴加到氧化剂溶液A中;磁力搅拌得到铜溶胶,离心分离获得铜粒子;用去离子水洗三遍,再用酒精洗一遍,最后真空干燥处理即可获得纯净的纳米铜粉;2)采用次亚磷酸钠溶于去离子水中,加入表面活性剂PVP并调节其pH值,制备次亚磷酸钠还原液,将步骤1)制备纳米铜粉作为基材加入次亚磷酸钠还原液中,配制镀银还原液;以硝酸银作为银源,以去离子水为溶剂并加入表面活性剂六偏磷酸钠和络合剂乙二胺四乙酸二钠配制镀银氧化液,将镀银氧化液加入到镀银还原液中,磁力搅拌并控制温度与时间,制备出镀银铜粉,并通过离心分离和真空干燥得到纯净的纳米镀银铜粉;3)将得到的纳米镀银铜粉加入溶剂中,加入一定量的表面活性剂,通过超声得到分散均匀的分散液,之后加热溶液去除溶剂,得到纳米焊膏,将纳米焊膏用于两片金属铜板的粘接,并通过低温烧结得到连接件。2.根据权利要求1所述的适用于大功率封装抗氧化镀银铜焊膏的制备方法,其特征在于:步骤1)中五水合硫酸铜溶解于去离子水中的浓度为20g~70g/L;水合肼配置成还原剂溶液B的浓度为10~70g/L。3.根据权利要求1所述的适用于大功率封装抗氧化镀银铜焊膏的制备方法,其特征在于:步骤1)中所述聚乙烯吡咯烷酮和五水合硫酸铜...
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