本文的技術(shù)領(lǐng)域涉及用于燒結(jié)電子元件的工藝,更具體地說,涉及用于燒結(jié)組合物的預(yù)處理的工藝和裝置。
目前,幾乎所有的電子元件,例如,都通過一個(gè)或多個(gè)釬焊接頭固定在基板上。這種釬焊可以通過在電子元件與其基板之間燒結(jié)燒結(jié)燒結(jié)漿型的組合物來獲得。這些燒結(jié)焊膏通常也稱為釬焊膏,盡管嚴(yán)格來說它們不是釬焊膏。
在微電子領(lǐng)域,例如電力電子元件都是通過金屬釬焊接頭固定在基板上的。釬焊接頭除了具有機(jī)械粘合的作用外,還必須確保部件具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。
金屬漿料和膏體或其它膠水通常用于釬焊。這些糊狀物通常由溶劑或粘合劑的混合物組成,溶劑或粘合劑高度帶有金屬顆粒并形成或多或少具有軟稠度的糊狀混合物。
微米或納米金屬顆粒,例如銀,或金屬草酸鹽,例如草酸銀,即通過燒結(jié)工藝用于釬焊。
在這種情況下,金屬顆?;蚪饘俨菟猁}顆??梢院?jiǎn)單地分散在醇中。該組合物被命名為金屬顆粒懸浮液或金屬草酸鹽混懸液。金屬顆?;蚪饘俨菟猁}顆粒也可以以更復(fù)雜的形式制備,稱為“釬焊膏”,其以凝膠的形式提供更好的保持力,并使其更易于使用和儲(chǔ)存。
懸浮液和糊劑的實(shí)現(xiàn)和使用具有一定的缺點(diǎn)。漿料的高粘度可能使其通過絲網(wǎng)印刷或微滴點(diǎn)膠的應(yīng)用特別困難。懸浮液堵塞產(chǎn)品分配噴嘴也很常見。此外,糊狀物甚至更是如此,懸浮液可能會(huì)在其容器中造成傾析問題。應(yīng)用可能在密度和厚度上不均勻。
在使用這些漿料和懸浮液之前,有必要在進(jìn)行燒結(jié)過程之前對(duì)其進(jìn)行脫溶劑以形成釬焊接頭。脫溶劑化可以作為燒結(jié)過程之前準(zhǔn)備過程的一部分進(jìn)行。這尤其困難,因?yàn)槊撊軇┦窃诨迳线M(jìn)行的,因此在將漿料涂在電子元件的基板上之后,必須將此步驟添加到元件燒結(jié)過程中,從而使整個(gè)過程更長(zhǎng)。
初級(jí)漿料的脫溶劑也可以在燒結(jié)過程的上游進(jìn)行。然后將金屬顆粒凝聚成圓頂形狀,并且不能確保電子元件在燒結(jié)過程中均勻地承受顆粒。這導(dǎo)致電子元件粘附在基板上,這不是[敏感詞]的。此外,將金屬粉末輸送到燒結(jié)站會(huì)增加氧化和金屬顆粒失去稠度的風(fēng)險(xiǎn)。
本文的目的是通過提出一種新方法來克服上述缺陷。
本文及一種釬焊組合物的預(yù)處理工藝,該方法包括金屬顆粒與微米或納米量級(jí)的粒度測(cè)定、一種或幾種粘合劑以及一種或幾種溶劑,所述工藝包括:
根據(jù)本文工藝的一個(gè)特征,釬焊組合物要么由釬焊膏表示,要么由懸浮在溶劑中的金屬或金屬草酸鹽顆粒表示。
作為優(yōu)選,所述金屬或金屬草酸鹽顆粒懸浮液經(jīng)過預(yù)先過濾步驟,以通過設(shè)置在抽吸裝置上的膜過濾器對(duì)其進(jìn)行過濾。[0017] 根據(jù)本發(fā)明工藝的另一特征,所述脫溶劑化步驟可以在真空中并在60°C至100°C的溫度下進(jìn)行,優(yōu)選在80°C下進(jìn)行。
根據(jù)本文工藝的又一個(gè)特征,壓實(shí)步驟包括以下階段:
作為優(yōu)選,所述預(yù)制件的金屬顆粒具有微米或納米量級(jí)的粒度。
再次作為優(yōu)選,所述預(yù)制件的金屬顆粒為銀顆?;虿菟徙y顆粒。
本文還涉及一種初級(jí)釬焊膏或懸浮液的預(yù)處理裝置,該預(yù)處理裝置包括金屬顆粒,其粒度為微米或納米量級(jí),一種或幾種粘合劑以及一種或幾種溶劑,以獲得能夠用于電子燒結(jié)的金屬顆粒的預(yù)制件, 光子、熱或機(jī)械組件到基板上,其中所述器件包括:
所述過濾裝置包括能夠接收懸浮液的膜過濾器和抽吸裝置,以抽吸通過所述過濾膜的一個(gè)或多個(gè)粘合劑和一種或幾種溶劑。
根據(jù)裝置的另一個(gè)特征,所述脫溶劑裝置包括能夠接收過濾后的釬焊膏或懸浮液的加熱板和可伸縮的真空罩。
根據(jù)裝置的又一個(gè)特征,壓實(shí)裝置包括能夠接收脫溶劑化釬焊過去或懸浮液的空腔,沖頭和反沖頭被布置成壓實(shí)脫溶劑化的釬焊膏或懸浮液,從而獲得預(yù)定形狀的金屬顆粒的預(yù)制件, 厚度和密度。
根據(jù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于減少了燒結(jié)電子元件所需的循環(huán)時(shí)間。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)含有很少或不包含其它化合物的金屬顆粒的預(yù)制件。又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)的預(yù)制件金屬顆粒具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供金屬顆粒的預(yù)制件,使得在電子元件的燒結(jié)過程中能夠完美地控制釬焊高度。又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提供金屬顆粒的預(yù)制件,其能夠減少組件與其基材之間缺乏對(duì)齊的問題。
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