【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件封装，具体涉及一种大面积封装互连用银焊膏及其制备方法与应用。
技术介绍
1、宽带半导体通常是指室温下带隙大于2.0ev的半导体材料。与普通半导体相比，宽带隙半导体器件可以在高于250℃下正常工作，还具有非常高的击穿电压和工作频率，在电动汽车中有非常好的应用前景。
2、现有技术通常采用锡铅焊料或银焊膏涂覆于电子器件基板的连接面在相互堆叠，形成基板、涂层、基板依次堆叠的“三明治”结构，经过烧结工艺烧结是涂层形成连接层。但是，锡铅焊料的熔点比较低，无法满足宽带隙半导体器件在高于250℃下正常工作的需求。银焊膏中银的熔点在900℃以上，能够满足宽带隙半导体器件的高温工作需求。但是银焊膏在烧结之后所形成的连接层具有剪切强度较低的缺陷，使得现有银焊膏不能够很好地应用于宽带隙半导体器件大面积的封装互连结构。例如，公开号为cn111843287a的专利技术专利公开了一种纳米银焊膏，该纳米银焊膏包括相互混合的片状纳米银和有机溶剂载体，其在烧结后形成连接层，连接层的剪切强度小于36mpa。
3、因此，亟需研发出一种大面积封装互连用且剪切强度高的银焊膏，以满足宽带隙半导体器件在高于250℃下正常工作的需求。
技术实现思路
1、基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种大面积封装互连用银焊膏及其制备方法与应用，本专利技术通过引入氧化银颗粒与银颗粒复配，使银焊膏适于宽带隙半导体器件大面积(≥40×40mm2)的封装互连，剪切强度高，大面积封装互连的
2、为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供的一种大面积封装互连用银焊膏，包括银颗粒、氧化银颗粒及溶剂，所述银颗粒与氧化银颗粒的质量比为(5～35)：1，所述银颗粒与氧化银颗粒在所述银焊膏中的质量百分数为80～98％。
4、专利技术人经研究发现，将银颗粒与氧化银颗粒的质量比控制在(5～35)：1，并将所述银颗粒与氧化银颗粒在所述银焊膏中的质量百分数控制在80～98％，使银焊膏中氧化银的掺杂比例适中，在烧结过程中，氧化银颗粒能够自分解产生银单质，具有高驱动力，能够减少银焊膏烧结后的孔隙率，进而提高银焊膏烧结所形成的连接层的致密性。而氧化银分解，可释放出氧气，有利于在烧结过程中促进溶剂分解和气体排出，避免烧结残留，使银焊膏可在不高于300℃的低温和0～1mpa的低压下进行烧结，实现宽带隙半导体器件大面积(≥40×40mm2)的封装互连，烧结所形成连接层的剪切强度高，大面积封装互连的可靠性高。
5、作为本专利技术的优选实施方式，所述银颗粒的粒径为300～1500nm。
6、作为本专利技术的优选实施方式，所述氧化银颗粒的粒径为1～5μm。
7、作为本专利技术的优选实施方式，所述银颗粒与氧化银颗粒的质量比为(15～30)：1。
8、进一步的，所述银颗粒与氧化银颗粒的质量比为(15～25)：1，所述银颗粒与氧化银颗粒在所述银焊膏中的质量百分数为85～90％。满足上述条件时，由银焊膏烧结所形成连接层的致密性更好，剪切强度更高。
9、作为本专利技术的优选实施方式，所述溶剂为醇基溶剂，所述醇基溶剂的分子式中碳原子数不大于10。
10、第二方面，本专利技术提供的一种如第一方面所述大面积封装互连用银焊膏的制备方法，包括如下步骤：
11、s1、将氧化银颗粒与溶剂混合均匀，得到混合浊液；
12、s2、将银颗粒与步骤s1所得的混合浊液混合均匀，得到所述银焊膏。
13、第三方面，本专利技术提供的一种如第一方面任一项所述大面积封装互连用银焊膏在制备半导体器件封装互连结构中的应用。
14、作为本专利技术的优选实施方式，所述半导体器件封装互连结构包括依次层叠连接的第一基板、连接层及第二基板，所述连接层由所述银焊膏通过烧结工艺烧结而成。
15、进一步的，所述烧结工艺的升温速率为3～10℃/min，烧结温度为250～400℃，烧结时间为20～60min，烧结压力为0～1mpa，烧结气氛为空气。
16、在本专利技术中，所述烧结压力是指向半导体器件封装互连结构施加的辅助压力，而不是烧结气氛的气压。烧结压力为0，表示未施加辅助压力。
17、进一步的，所述第一基板和第二基板相同或不同的片状结构，所述片状结构为金属片、表层附有金属的陶瓷片、表层附有金属的硅片中的任意一种。
18、进一步的，所述片状结构中的金属包括金、银、铜中的至少一种。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
20、本专利技术在银焊膏中引入了氧化银颗粒与银颗粒复配，使银焊膏能够在不高于300℃的低温和0～1mpa的低压下进行烧结，实现宽带隙半导体器件大面积(≥40×40mm2)的封装互连，烧结所形成连接层均匀致密，剪切强度高，连接层与器件基板之间的结合度良好，大面积封装互连的可靠性高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，包括银颗粒、氧化银颗粒及溶剂，所述银颗粒与氧化银颗粒的质量比为(5～35)：1，所述银颗粒与氧化银颗粒在所述银焊膏中的质量百分数为80～98％。
2.如权利要求1所述大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，所述银颗粒的粒径为300～1500nm。
3.如权利要求1所述大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，所述氧化银颗粒的粒径为1～5μm。
4.如权利要求1所述大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，所述溶剂为醇基溶剂，所述醇基溶剂的分子式中碳原子数不大于10。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述大面积封装互连用银焊膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.一种如权利要求1～4中任一项所述大面积封装互连用银焊膏在制备半导体器件封装互连结构中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述半导体器件封装互连结构包括依次层叠连接的第一基板、连接层及第二基板，所述连接层由所述银焊膏通过烧结工艺烧结而成。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述烧结工艺的烧
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述第一基板和第二基板为相同或不同的片状结构，所述片状结构为金属片、表层附有金属的陶瓷片、表层附有金属的硅片中的任意一种。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述片状结构中的金属包括金、银、铜中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，包括银颗粒、氧化银颗粒及溶剂，所述银颗粒与氧化银颗粒的质量比为(5～35)：1，所述银颗粒与氧化银颗粒在所述银焊膏中的质量百分数为80～98％。
2.如权利要求1所述大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，所述银颗粒的粒径为300～1500nm。
3.如权利要求1所述大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，所述氧化银颗粒的粒径为1～5μm。
4.如权利要求1所述大面积封装互连用银焊膏，其特征在于，所述溶剂为醇基溶剂，所述醇基溶剂的分子式中碳原子数不大于10。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述大面积封装互连用银焊膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.一种如权利要求1～4中...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅云辉，张博雯，陈彦丞，鲁鑫焱，李志豪，曾世堂，
申请(专利权)人：广州汉源微电子封装材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。