【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子封装材料，具体涉及一种烧结银浆和烧结银膜预成型片及其应用。
技术介绍
1、随着电子技术向高功率、高密度和集成化的方向发展，其对功率芯片的要求也越来越高，其次在新能源汽车、5g通讯、航空航天等领域，其工作环境更为恶劣，对功率器件要求更为严苛。而传统的硅基器件无法满足其应用，以碳化硅(sic)和氮化镓(gan)为代表的第三代半导体材料，其具有更宽的的禁带宽度，更高的击穿电场、更高的导热率、更高的工作温度、更高的电子饱和率和更高的载流子迁移速率等特点，目前广泛应用于高功率器件中，同时第三代半导体材料对封装材料提出更高的要求，传统的导电胶和锡铅焊料等粘结材料已经无法满足高功率器件的散热和可靠性的要求，而烧结银材料具有较高工作温度、较高的导热率、优异的可靠性以及优异的机械性能等特点，广泛用于高功率器件封装中；烧结银材料一般以膏体形式存在，在使用的过程中通过钢网印刷或点胶的形式涂敷在基板上，之后完成芯片的贴装，通过施加一定压力或无压条件下完成烧结，完成芯片与基板之间的键合连接，而烧结银膏体系中存在的溶剂在升温过程中从银膏体系中挥发出，会造成烧结接头中存在微米级以上孔洞，孔洞的形成会使功率器件服役的过程中热点的存在，造成器件服役过程中的热膨胀系数失配，长期的应力作用会导致烧结金属层分层和开裂，大大降低功率器件的工作寿命；此外烧结银膏以膏体的形式存在，在存储和运输的过程中存在银膏体系中银粉易发生沉降，因此在使用过程中会造成银膏分布不均匀，此外银膏使用过程还会受到上述银膏印刷和预烘干步骤的影响，造成器件封装过程中的性能一致性较差
技术实现思路
1、为了解决现有技术中银膏使用过程因溶剂挥发形成空洞导致烧结金属层分层和开裂，大大降低功率器件的工作寿命的问题，存储和运输的过程银粉易发生沉降造成在使用过程中银膏分布不均匀的问题，以及受到印刷和预烘干步骤的影响造成器件封装过程中的性能一致性较差的问题，本专利技术提供了一种烧结银浆。
2、该烧结银浆由银粉体系、低温可分解银基有机化合物和有机载体体系混合而成，
3、所述银粉体系包括微米级银粉和纳米级银粉；
4、所述低温可分解银基有机化合物为分解温度≤250℃含有银离子的有机络合物；
5、所述有机载体体系包括溶剂、粘结剂、触变剂和烧结助剂。
6、进一步地，所述银粉体系、低温可分解银基有机化合物和有机载体体系以(50-75)：(10-30)：(15-40)的质量比例在高速混料机中混合而成；
7、所述微米级银粉和所述纳米级银粉的质量比为(10-90)：(90-10)，所述微米级银粉占比所述银粉体系的质量为10％-90％；
8、所述溶剂、所述粘结剂、所述触变剂和所述烧结助剂的质量比为(70-85)：(5-20)：(2-8)：(1-5)。
9、进一步地，所述微米级银粉的粒径为1-1000nm，所述纳米级银粉的粒径为1-50μm；
10、所述微米级银粉和所述纳米级银粉的微观结构包括但不限于球形、类球形、棒状、线状、片状、中空、核壳、花状及其它复杂结构，优选地，银粉颗粒的微观结构为球形和片形；
11、所述微米级银粉和所述纳米级银粉的表面包覆有表面配体，所述表面配体包括但不限于有机酸、有机胺、聚合物。
12、进一步地，所述低温可分解银基有机化合物的分解温度为60-250℃；
13、所述低温可分解银基有机化合物由银离子和有机配体组成，所述的有机配体包括单齿配体和/或多齿配体，包括但不限于有机胺和有机酸配体形成的银基化合物，所述银离子包括但不限于由有机银盐和无机银盐组成。
14、进一步地，所述有机胺配体包括但不限于为甲胺、乙胺、乙二胺、丙胺、丙二胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺和二乙醇胺一种或多种；
15、所述有机酸配体包括但不限于乙酸、丁酸、辛酸、己酸、丙二酸、柠檬酸和新癸酸等一种或多种；
16、所述银离子包括但不限于硝酸银、草酸银、乙酸银、新癸酸银和苹果酸银中一种或多种。
17、进一步地，所述溶剂包括但不限于甲醇，乙醇、异丙醇，乙二醇丁醚、丁醇、松油醇、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、甲苯和二氯甲烷中的一种或者多种，所述溶剂占比所述机载体体系的质量分数优选为70％-85％；
18、所述粘结剂包括但不限于聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙基纤维素、苯氧树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和有机硅树脂中一种或者多种，所述粘结剂占比所述有机载体体系的质量分数优选为5％-20％；
19、所述触变剂包括但不限于气相聚酰胺蜡、二氧化硅、氢化蓖麻油、有机膨润土和硅烷偶联剂中一种或者多种，所述的触变剂占比所述有机载体体系的质量分数优选为2％-8％；
20、所述烧结助剂为包括但不限于有机酸、有机酸酐和有机胺中一种或者两种，所述有机酸包括但不限于丁二酸、己二酸、辛二酸、丁酸、己酸、辛酸、柠檬酸和水杨酸，所述有机酸酐包括但不限于衣康酸酐、2,3-二甲基马来酸酐和2-甲基琥珀酸酐，所述有机胺包括但不限于二丙胺、二丁胺和正己胺，所述烧结助剂占比所述有机载体体系的质量分数优选为1％-5％。
21、本专利技术的一个目的是提供一种烧结银膜预成型片。
22、该烧结银膜预成型片所述烧结银膜预成型片通过以下方法制备：
23、将如上任一项所述的烧结银浆涂敷在载体上形成银烧结湿膜，所述银烧结湿膜经过干燥成膜和裁剪形成所述烧结银膜预成型片。
24、进一步地，所述载体的基底材质包括但不限于pet、pi、peft、玻璃、陶瓷等材质；
25、形成湿膜层工艺包括但不限于流延、涂布和印刷工艺实施，湿膜厚度包括但不限于为0.05-0.5mm；
26、干燥成膜工艺条件包括但不限于温度为60-120℃、时间为10-120min和气氛压力为-0.1mpa-0.1mpa。
27、本专利技术的一个目的是提供一种如上所述的烧结银膜预成型片在电子封装领域中的应用。
28、进一步地，所述烧结银膜预成型片设置于封装基板和功能芯片之间，形成三明治式的封装结构。
29、本专利技术提供的烧结银膜预成型片制备工艺简单，无有机溶剂的残留，在烧结银膜应用中可以形成高可靠性的器件连接结构，生产效率较高，且能根据产品的需求灵活的调整烧结银预烧结膜的厚度，提高其应用的灵活性。
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1.一种烧结银浆，其特征在于，由银粉体系、低温可分解银基有机化合物和有机载体体系混合而成，
2.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
3.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
4.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
5.如权利要求4所述的烧结银浆，其特征在于，
6.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
7.一种烧结银膜预成型片，其特征在于，所述烧结银膜预成型片通过以下方法制备：
8.如权利要求7所述的烧结银膜预成型片，其特征在于，
9.一种如权利要求7所述的烧结银膜预成型片在电子封装领域中的应用。
10.如权利要求9所述的烧结银膜预成型片在电子封装领域中的应用，其特征在于，所述烧结银膜预成型片设置于封装基板和功能芯片之间，形成三明治式的封装结构。
【技术特征摘要】
1.一种烧结银浆，其特征在于，由银粉体系、低温可分解银基有机化合物和有机载体体系混合而成，
2.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
3.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
4.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
5.如权利要求4所述的烧结银浆，其特征在于，
6.如权利要求1所述的烧结银浆，其特征在于，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：沈钦臣，徐亮，赵涛，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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