一种锡膏制备方法、锡膏及其在LED芯片封装中的应用技术

本发明专利技术提供一种锡膏制备方法、锡膏及其在LED芯片封装中的应用，通过将多壁碳纳米管进行化学镀预处理，并将预处理后的多壁碳纳米管加入装有C2H8N2、NaOH和Ni(NO3)2的镀槽中，进行超声处理，得到分散体；将所述分散体进行化学镀反应，并将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末；将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料；将所述复合焊料与助焊剂混合，搅拌均匀后，得到复合锡膏，具体的，由于复合焊料在锡基焊料中具有很好的分散性，作为增强剂可有效提高锡基焊料的抗蠕变性能，减慢了焊点在等温老化过程中剪切强度下降的速度。中剪切强度下降的速度。中剪切强度下降的速度。

【技术实现步骤摘要】
一种锡膏制备方法、锡膏及其在LED芯片封装中的应用


[0001]本专利技术涉及半导体材料的
，特别涉及一种锡膏制备方法、锡膏及其在LED芯片封装中的应用。

技术介绍

[0002]随着微纳技术的进步，电子产品日趋小型化、多功能化，这就使得其中LED封装焊点互连结构的特征尺寸越来越小，通过的电流密度不断增大，对焊点焊接的可靠性提出了更高的要求。
[0003]芯片的焊料合金的焊接性能是对焊点可靠性非常重要的一个因素，这需要我们不断提高工艺能力，通过高质量焊接保证可靠性。对于高可靠性的焊点，连接焊盘的金属层除了要具有良好的导电性和基体结合性能，还要有良好的润湿性能和扩散阻挡性能。由于电子产品工作过程中不断经历升温降温的过程，其焊接处因焊料、基板和电子元件的热膨胀张系数不同而产生低周热应力疲劳，从而引起焊点发生塑形形变，最终由蠕变断裂引起焊点失效。
[0004]目前LED芯片封装所用的锡膏大多数为锡基焊料，但是由于锡基焊料的熔点普遍较低，其蠕变性能在高温工作环境下会受到较大影响，高温会加速锡基焊料蠕变的进行，最终造成器件失效。同时，在对LED等一些热敏元件进行封装时，中高温焊料的使用会受到限制，因而只能使用低温焊料，然而低温焊料的抗蠕变性能相对于中高温焊料更差，更容易导致器件失效。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种锡膏制备方法、锡膏及其在LED芯片封装中的应用，旨在解决现有技术中，当使用低温焊料进行LED芯片封装时，由于低温焊料的抗蠕变性能较差，导致的器件失效的问题。
[0006]根据本专利技术实施例当中的一种锡膏制备方法，所述方法包括：将多壁碳纳米管进行化学镀预处理，并将预处理后的多壁碳纳米管加入装有C2H8N2、NaOH和Ni(NO3)2的镀槽中，进行超声处理，得到分散体；将所述分散体进行化学镀反应，并将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末；将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料；将所述复合焊料与助焊剂混合，搅拌均匀后，得到复合锡膏；所述固体粉末表面Ni层的厚度为160nm~240nm。
[0007]进一步的，所述将所述分散体进行化学镀反应的步骤中，在磁力搅拌的作用下，控制温度为55℃~65℃，化学镀反应60min~120min。
[0008]进一步的，所述将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末的步骤中，烘烤温度控制在280℃~320℃。
[0009]进一步的，所述将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料的步骤中，采用磨球机将固体粉末和锡基焊料进行均匀混合，其中，控制磨球机的转速为1000转/min，工作时间为15min。
[0010]进一步的，所述锡基焊料为Sn
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Ag、Sn
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Cu、Sn
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Ag
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Cu、Sn
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Ag
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Ni中的任意一种。
[0011]进一步的，所述将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料的步骤中，所述固体粉末与所述锡基焊料的质量比为0.05:99.95~0.1:99.9。
[0012]进一步的，所述将所述复合焊料与助焊剂混合，搅拌均匀后，得到复合锡膏的步骤中，所述复合焊料与所述助焊剂的质量比为5~15：1。根据本专利技术实施例当中的一种锡膏，通过上述的锡膏制备方法制备得到。根据本专利技术实施例当中的一种锡膏在LED芯片封装中的应用，使用上述的锡膏制备方法制备得到的锡膏，通过固晶机将LED芯片和铜基板连接起来，将LED芯片采用真空回流的焊接方式进行焊接，焊接峰值温度为250℃~270℃，然后常温冷却。
[0013]与现有技术相比：通过将多壁碳纳米管进行化学镀预处理，并将预处理后的多壁碳纳米管加入装有C2H8N2、NaOH和Ni(NO3)2的镀槽中，进行超声处理，得到分散体；将所述分散体进行化学镀反应，并将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末；将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料；将所述复合焊料与助焊剂混合，搅拌均匀后，得到复合锡膏，具体的，由于复合焊料在锡基焊料中具有很好的分散性，作为增强剂可有效提高锡基焊料的抗蠕变性能，减慢了焊点在等温老化过程中剪切强度下降的速度。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种锡膏制备方法的实现流程图；图2为锡膏的润湿角随镀Ni厚度的变化曲线图；图3为老化处理的芯片的剪切强度与镀Ni厚度的变化关系图。
具体实施方式
[0015]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0016]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0018]参考图1，本专利技术实施例提供了一种锡膏制备方法，具体包括以下步骤：步骤S01，将多壁碳纳米管进行化学镀预处理，并将预处理后的多壁碳纳米管加入
装有C2H8N2、NaOH和Ni(NO3)2的镀槽中，进行超声处理，得到分散体。
[0019]具体的，首先对多壁碳纳米管（Multi
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walled Carbon Nanotubes，MWCNTs）进行化学镀预处理，化学镀预处理具体为将 MWCNTs在浓硝酸和硫酸混合物中进行酸洗，其中，浓硝酸和硫酸的体积比为1:3，随后将预处理后的多壁碳纳米管加入装有C2H8N2、NaOH和Ni(NO3)2的镀槽中，通过超声处理数分钟得到稳定的分散体。
[0020]步骤S02，将所述分散体进行化学镀反应，并将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末。
[0021]具体的，在磁力搅拌的作用下，控制温度为55℃~65℃，进行化学镀反应60min~120min，最后，镀液经过滤洗涤，烘箱280℃~320℃烘烤得到Ni
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MWCNTs固体粉末。需要说明的是，Ni
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MWCNTs固体粉末的制备是利用化学镀的方法，在碳纳米材料的表面形成致密的金属层，相比其他碳纳米管金属化的方法，化学镀所镀Ni层更为致密、均匀，同时，Ni改性的MWCNTs，可使锡膏在融化时有效降低液态焊料的表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡膏制备方法，其特征在于，所述方法包括：将多壁碳纳米管进行化学镀预处理，并将预处理后的多壁碳纳米管加入装有C2H8N2、NaOH和Ni(NO3)2的镀槽中，进行超声处理，得到分散体；将所述分散体进行化学镀反应，并将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末；将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料；将所述复合焊料与助焊剂混合，搅拌均匀后，得到复合锡膏；所述固体粉末表面Ni层的厚度为160nm~240nm。2.根据权利要求1所述的锡膏制备方法，其特征在于，所述将所述分散体进行化学镀反应的步骤中，在磁力搅拌的作用下，控制温度为55℃~65℃，化学镀反应60min~120min。3.根据权利要求1所述的锡膏制备方法，其特征在于，所述将化学镀反应后的镀液依次进行过滤洗涤和烘烤，得到固体粉末的步骤中，烘烤温度控制在280℃~320℃。4.根据权利要求1所述的锡膏制备方法，其特征在于，所述将所述固体粉末添加至锡基焊料中，均匀混合后，得到复合焊料的步骤中，采用磨球机将固体粉末和锡基焊料进行均匀混合，其中，控制磨球机的转速为1000转/min，工作时间为15min...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦友林，林潇雄，胡加辉，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：