一种多尺寸混合纳米颗粒膏体及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种多尺寸混合纳米颗粒膏体及其制备方法，通过化学法制备大尺寸纳米铜膏体，再通过物理冲击的方法赋予小尺寸纳米金属颗粒动能，使其被打入大尺寸纳米铜膏体中，配置大小尺寸混合的纳米金属复合膏体。该膏体在使用于烧结工艺时，小尺寸纳米金属颗粒会填补在大尺寸纳米金属颗粒的间隙之中，有利于在无压力辅助的情况下实现纳米铜连结，提升烧结后金属层的致密性。同时，物理法打入小尺寸纳米金属颗粒的含量可控，操作简便，适于量产。

【技术实现步骤摘要】
一种多尺寸混合纳米颗粒膏体及其制备方法
本专利技术涉及芯片封装领域，更具体地涉及金属膏体的制备技术。
技术介绍
在功率半导体封装领域，寻求低温工艺、高温服役、热膨胀系数相匹配、高导热导电、低成本的互连材料成为现在急需解决的问题。以焊接及引线键合的传统材料工艺存在熔点低、高温蠕变失效、引线缠绕、寄生参数等无法解决的问题，新型互连材料正从焊接向烧结技术发展。通过减小烧结颗粒的尺寸，降低烧结温度，纳米金属颗粒烧结技术已经成为功率半导体器件新型互连材料中最有前景的技术。目前以纳米银烧结为代表的先进工艺已逐渐成为功率半导体器件封装互连的主流，国内外主要封装应用厂商已进入实用化和规模化使用中。然而纳米银烧结专利、材料、工艺及设备主要由国外厂商控制，在国内的发展受到较大限制。同时纳米银烧结技术也存在不足：1)银材料本身价格较高，限制其不能被广泛使用。2)银和SiC芯片背面材料热膨胀系数的不同，需要添加其它中间金属层提高互连性能，从而增加了工艺复杂性和成本。3)银层存在电迁移现象，不利于功率器件长期可靠应用。与纳米银近似的纳米铜颗粒可以在低温条件下熔融，烧结后熔点接近铜单质材料(1083℃)，可构筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，至少包括：第一材料膏体，所述第一材料膏体中包含第一尺寸纳米金属颗粒；第二尺寸纳米金属颗粒；所述第二尺寸纳米金属颗粒填补至所述第一尺寸纳米金属颗粒间隙；所述第一尺寸纳米金属颗粒与所述第二尺寸纳米金属颗粒直径不同。

【技术特征摘要】
1.一种多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，至少包括：第一材料膏体，所述第一材料膏体中包含第一尺寸纳米金属颗粒；第二尺寸纳米金属颗粒；所述第二尺寸纳米金属颗粒填补至所述第一尺寸纳米金属颗粒间隙；所述第一尺寸纳米金属颗粒与所述第二尺寸纳米金属颗粒直径不同。2.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，所述纳米金属颗粒材料为铜。3.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，所述纳米金属颗粒材料为金、钯、银、铜、铝、银钯合金、金钯合金、铜银合金、铜银镍合金或铜铝合金。4.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，所述第一尺寸纳米金属颗粒直径为1nm<D<10um。5.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，所述第二尺寸纳米金属颗粒直径为0.5nm<d<20nm。6.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，所述第一材料膏体与第二膏体中，第一尺寸纳米金属颗粒的材料膏体采用化学方法合成。7.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，第二尺寸纳米金属颗粒的材料膏体采用物理火花烧蚀法制备。8.如权利要求1所述的多尺寸混合纳米颗粒膏体，其特征在于，所述第二尺寸纳米金属颗粒通过用物理冲击方式打入所述第一尺寸纳米金属颗粒间隙。9.一种多尺寸混合纳米颗粒膏体的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：制备第一尺寸纳米金属颗粒的纳米金属溶液，第二尺寸纳米金属颗粒的纳米金属溶液；步骤2:使用第一尺寸纳米金属颗粒的纳米铜溶液制备第一材料膏体；步骤3：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，叶怀宇，张国旗，
申请(专利权)人：深圳第三代半导体研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44