二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，将加热炉和加热台两种加热方式结合起来，既保证纳米银浆烧结过程中需要充足的氧气环境来分解纳米银浆中的有机物成分，使烧结更彻底，纳米银颗粒之间结合更加紧密，又改善了纳米银浆烧结过程中纳米银浆上下表面及内部受热不均的缺点，从而使纳米银浆烧结质量提高，采用这种低温混合加热烧结方法能提高纳米银浆烧结后的导热性和机械性能，一定程度地降低纳米银浆烧结后的空隙率，提高了微电子互连材料的导热效率，提高了纳米银浆的烧结成型微电子互连材料的品质，具有重要的产业价值。

Preparation of microelectronic interconnection materials by two step sintering of nano silver paste

The invention discloses a method of two step sintering of nano silver slurry preparation microelectronic interconnection materials, heating furnace and heating two heating methods combined, not only guarantee the nanometer silver paste sintering process requires sufficient oxygen to decompose the organic matter composition of nano silver paste in the process to make more thorough, between the nano silver particles with more closely, but also improve the nano silver slurry of nano silver paste sintering process on the surface and internal uneven heating defects, so that the nano silver paste sintering to improve the quality of the low-temperature heating method can improve the thermal conductivity and mechanical properties of sintered nano silver paste, reduced to a certain extent. Nano silver paste sintering rate, improve the thermal efficiency of microelectronic interconnection materials, improve the nano silver paste sintering microelectronic interconnection materials quality, has the important property Industry value.

【技术实现步骤摘要】
二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法
本专利技术涉及一种低温连接技术工艺，特别是涉及一种纳米银浆低温烧结的方法和用于微电子互连材料无铅化制备工艺，应用于微电子互连材料

技术介绍
纳米银浆因具有烧结温度低、导电率高、导热率高、粘接强度高、性能稳定等优点，已成为国际研究的热点方向之一。基于纳米银浆烧结成形的低温连接技术(LTJT，LowTemperatureJoiningTechnique)，是一种用于芯片互连材料无铅化的替代技术，是目前国际上最有前景的电子封装互连技术之一，是未来互连材料的发展趋势，在航空、航天、武器、微电子等许多高新
具有重要的应用价值。目前，基于纳米银浆低温加热烧结主要有以下方法：一、在外界施加压强的条件下烧结，加热方式为加热炉中烧结，通过设置加热曲线来改变纳米银浆烧结过程，这种外界施加压强的方法在纳米银浆实际应用于互连材料中难以实施。二、在无压的条件下，将纳米银浆直接放置在加热台上烧结，这种方法会导致纳米银浆烧结过程中上下面受热不均，且不能调节烧结过程中升温速率，对研究纳米银浆烧结工艺有困难。三、在无压的条件下，在加热炉中加热烧结，这种方法由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.主要采用纳米银粉和有机溶剂进行均匀混合，制备纳米银浆混合液体系；b.将在所述步骤a中制备的得到的纳米银浆混合液体系进行真空加热烘干，去除有机溶剂，得到具有设定银质量分数和设定黏度的纳米银浆(3)；c.采用铜基板(1)作为衬底，将在所述步骤b中制备的纳米银浆(3)均匀地涂覆在铜基板(1)上，在铜基板(1)上形成纳米银浆膜，将芯片(4)覆盖在涂有纳米银浆(3)的位置上，并压紧铜基板(1)和芯片(4)，使芯片(4)和铜基板(1)紧密结合；d.将在所述步骤c中制备的铜基板(1)连同芯片(4)形成的待烧结组合体放入加热炉中进行第...

【技术特征摘要】
1.一种二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.主要采用纳米银粉和有机溶剂进行均匀混合，制备纳米银浆混合液体系；b.将在所述步骤a中制备的得到的纳米银浆混合液体系进行真空加热烘干，去除有机溶剂，得到具有设定银质量分数和设定黏度的纳米银浆(3)；c.采用铜基板(1)作为衬底，将在所述步骤b中制备的纳米银浆(3)均匀地涂覆在铜基板(1)上，在铜基板(1)上形成纳米银浆膜，将芯片(4)覆盖在涂有纳米银浆(3)的位置上，并压紧铜基板(1)和芯片(4)，使芯片(4)和铜基板(1)紧密结合；d.将在所述步骤c中制备的铜基板(1)连同芯片(4)形成的待烧结组合体放入加热炉中进行第一次低温烧结，控制烧结时间为25-60min，并控制烧结温度为240-280℃，得到初步样品；e.将在所述步骤d中完成第一次低温烧结后的初步样品放在加热台上进行加热，继续进行第二次低温烧结，控制烧结时间为5-10min，并控制烧结温度为250-280℃，在二步加热烧结过程结束后，除去铜基板(1)，在芯片(4)最后得到具有设定导热互连结构(6)的纳米银热界面材料。2.根据权利要求1所述二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，其特征在于：在所述步骤a中，纳米银粉的平均粒径为20～30nm，纯度不低于99.9％。3.根据权利要求1所述二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，其特征在于：在所述步骤a中，在制备纳米银浆混合液体系时，采用分散剂、稀释剂、有机载体、有机溶剂和纳米银粉经机械搅拌15-30min和超声20-30min，超声仪中的水温不超过30℃，进行充分混合，得到纳米银浆混合液体系。4.根据权利要求3所述二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，其特征在于：在所述步骤a中，稀释剂采用松油醇，分子式为C10H18O，沸点为214-224℃；分散剂采用无水柠檬酸钠，纯度为98％；有机载体采用聚乙烯醇缩丁醛。5.根据权利要求1所述二步烧结纳米银浆制备微电子互连材料的方法，其特征在于：在所述步骤b中，烘干后纳米银浆(3)中Ag质量含量为82％-90％，烘干后纳米银浆(3)的粘度为18-25Pa·s；采用真空蒸发方法，使用旋转蒸发仪在真空环境下，去除有机溶剂，得到所需的纳米银浆(3)。6.根据权利要求1所述二步烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉文，路秀真，黄时荣，刘建影，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31