一种贴片胶水及其贴片工艺制造技术

本发明专利技术属于封装工艺技术领域，具体涉及一种贴片胶水及其贴片工艺。所述贴片胶水，包括以下重量百分含量的组分：溶剂20～70％、树脂1～20％、活化剂20～70％。本发明专利技术制得的贴片胶水具有较好的粘接力和润湿性，同时制得的胶水具有低温(220℃)完全挥发、分解的特性，不会残留在粘接面，避免对金属键合的导电率、导热率、剪切强度及可靠性产生不良影响。将其应用于连结技术的贴片工艺中能够有效扩展纳米烧结膏的挥发通道，实现金属键合的导电率、导热率、剪切强度等性能、可靠性的提升。可靠性的提升。可靠性的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种贴片胶水及其贴片工艺


[0001]本专利技术属于封装工艺
，具体涉及一种贴片胶水及其贴片工艺。

技术介绍

[0002]电子互连作为电子器件中起信号传递、散热通道、机械支撑以及环境保护等多方面作用的关键部位，对整个电子电路和器件设备的性能有着非常重要的影响。随着以SiC和GaN等为代表的宽禁带半导体强势崛起，电力电子模块的功率密度及工作温度不断提升，对电子互连的可靠性的要求也越来越高。而当前，传统的软钎焊料焊接工艺已经达到了应用极限，亟需新的封装工艺和材料进行替代。传统焊锡的蠕变温度一般低于120℃，如果应用温度高于150
‑
200℃时，其互连层性能会急剧退化，影响模块的可靠性及寿命。
[0003]作为高可靠的连结技术，以纳米烧结银为代表的烧结纳米膏(胶水)技术在以SiC为代表的第三代半导体具有良好的应用前景。上个世纪90年代初，研究人员开发了纳米银烧结互连技术，在较低的温度及一定压力下，纳米银颗粒表面原子相互扩散，从而形成致密银层的过程。烧结银银层具有良好的导热性和导电性，高达961℃的熔点使其可靠性也大大提高，而烧结温度和传统焊料差不多，并且无铅化对环境特别友好。现有使用纳米烧结银/铜等技术互连电子器件/基板，一般有干贴工艺和湿贴工艺，干贴工艺分为以下几个过程：将纳米膏印刷到基板/散热器上，烘干纳米膏，将电子器件预贴合到烘干的纳米膏上，使用烧结机烧结金属键合等四个步骤，但是该方法中将电子器件预贴合到烘干的纳米膏上，可靠性不高，存在容易脱落或挪位等问题。湿贴工艺为在烘烤纳米烧结膏前利用烧结膏自身粘性预粘接裸芯片/器件或基板，再将预粘接好的电子器件放入烘箱烘烤。但由于器件覆盖住纳米膏表面，导致纳米膏中的溶剂挥发通道急剧减少，大量的溶剂被囚笼在膏体内部，器件或基板下方，形成大量的空洞，导致烧结后的烧结互连强度降低，导电，导热变差等等性能下降。因此，亟需研发一种能够有效降低对贴片机贴片压力的要求，并降低烧结空洞，提升互连性能的贴片方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种贴片胶水及其贴片工艺。本专利技术制得的贴片胶水具有较好的粘接力和润湿性，将其应用于贴片工艺中能够有效扩展纳米烧结膏的挥发通道，实现金属键合的导电率、导热率、剪切强度及可靠性等性能的提升，同时本专利技术制得的贴片胶水具有低温(220℃)完全挥发、分解特性，不会残留在粘接面，避免对金属键合的导电率，导热率，剪切强度及可靠性产生不良影响。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种贴片胶水，包括以下重量百分含量的组分：溶剂20～70％、树脂1～20％、活化剂20～70％。
[0006]优选地，所述贴片胶水，包括以下重量百分含量的组分：溶剂40～60％、树脂5～10％、活化剂30～55％。
[0007]本专利技术的贴片胶水适用于不同面积的贴片，但是在大面积贴片上具有的效果更
好。
[0008]优选地，所述溶剂包括醋酸丁酯、四氢糠醇、松油醇、丁醚、乙醚中的至少一种。
[0009]优选地，所述溶剂为醋酸丁酯和松油醇，所述醋酸丁酯和松油醇的含量比为1:1。
[0010]优选地，所述树脂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙基纤维素、醋酸纤维、羧甲基纤维素中的至少一种。
[0011]优选地，所述活化剂包括六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷中的至少一种。
[0012]一种应用所述贴片胶水的贴片工艺，包括以下步骤：
[0013]S1、将纳米烧结膏印刷在基板/散热器上；
[0014]S2、将载有纳米烧结膏的基板/散热器进行烘干；
[0015]S3、将所述贴片胶水粘涂于裸芯片/器件或基板背面，之后与步骤S2制得的基板/散热器进行贴合，完成预粘接；
[0016]S4、将预粘接完的产品进行烧结，完成机械与电气互连。
[0017]优选地，步骤S2中所述烘干的温度为80～140℃，烘干的时间0.1
‑
2h。
[0018]优选地，步骤S3中所述贴片胶水的粘涂厚度为1～20um。
[0019]优选地，步骤S3中所述贴合的温度为120～140℃，贴合的压力为5～100kg。
[0020]本专利技术贴片工艺中的烧结步骤适用于市面上所有烧结工艺。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术通过各组分间的相互作用，能够有效提高胶水的润湿性和粘接力，将其应用于连结技术中可以较好地润湿烘干的纳米烧结膏及芯片表面，有利于后续的贴合、烧结。同时制得的贴片胶水具有低温挥发、分解的性能，不会对连结技术中的金属键合过程产生影响。
[0023](2)本专利技术在连结技术中引入胶水组分，可以在较低的贴片压力、温度条件下实现贴片，且与现有的湿贴技术相比，能大幅度降低烧结膏互连中的空洞，提升烧结强度，提高导电及导热率。
附图说明
[0024]图1为本专利技术贴片工艺(b)和现有工艺(a)的示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例、对比例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0027]实施例1～14、对比例1～8
[0028]实施例1～14和对比例1～8的贴片胶水，组分及重量百分含量如表1～2所示。
[0029]实施例1～14和对比例1～8的贴片胶水的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将定量的树脂加入溶剂中，搅拌，使树脂在溶剂中完全溶解，加入活化剂，搅拌均匀，即得所述贴片胶水。
[0031]表1实施例中组分用量(重量百分含量)
[0032][0033][0034]表2对比例中组分用量(重量百分含量)
[0035][0036][0037]性能测试
[0038]将实施例1～14和对比例1～8制得的贴片胶水应用于以下所述的烧结纳米膏互连小尺寸芯片、器件或基板工艺中，对比例9为采用传统的湿贴工艺，并测量相应制得产品的电阻率、导热率、剪切强度和冷热冲击次数性能。性能测试标准如表3所示，性能测试结果如表4所示。
[0039]烧结纳米膏互连小尺寸芯片、器件或基板工艺的具体步骤为：
[0040]S1、通过钢网及印刷机，调用合适的程序，将纳米银膏(贺利式的银膏ASP338)印刷在散热器(100
×
100mm)上；
[0041]S2、将载有100um银膏的散热器在烘箱中烘干，烘干温度为120℃，烘干时间1h；
[0042]S3、使用贴片头抓取待互连的铜基板(50
×
50mm)(也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种贴片胶水，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分：溶剂20～70％、树脂1～20％、活化剂20～70％。2.如权利要求1所述贴片胶水，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分：溶剂40～60％、树脂5～10％、活化剂30～55％。3.如权利要求1所述贴片胶水，其特征在于，所述溶剂包括醋酸丁酯、四氢糠醇、松油醇、丁醚、乙醚中的至少一种。4.如权利要求1所述贴片胶水，其特征在于，所述树脂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、乙基纤维素、醋酸纤维、羧甲基纤维素中的至少一种。5.如权利要求1所述贴片胶水，其特征在于，所述活化剂包括六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷中的至少一种。6.一种应用如权利要求1～5任...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪礼胜，於挺，任广辉，
申请(专利权)人：中科意创广州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：