[发明专利]焊膏和焊膏的制备方法

说明书

本发明提供了一种焊膏和焊膏的制备方法，焊膏的组分包括：金属纳米颗粒、氧化石墨烯、抗坏血酸、分散剂、增稠剂和触变剂；其中，金属纳米颗粒包括纳米铜颗粒；金属纳米颗粒所占质量百分比的份数为75至85，氧化石墨烯所占质量百分比的份数为5至10，抗坏血酸所占质量百分比的份数为3至8，分散剂所占质量百分比的份数为2至8，增稠剂所占质量百分比的份数为2至8，触变剂所占质量百分比的份数为2至8。金属纳米颗粒具备了抗氧化性，可以有效地改善焊料层整体的导热、导电性能；少量其他纳米金属和还原氧化石墨烯对烧结后的焊料层缺陷能够进行有效的填充，减少焊料层整体的孔隙率，从而进一步提高焊料层整体的导电、散热和连接性能。

技术领域

本发明涉及器件焊接技术领域，具体而言，涉及一种焊膏和焊膏的制备方法。

背景技术

随着功率器件的功率密度不断提升，器件的热可靠性成了功率半导体领域一个亟待解决的难题。器件的封装主要包括电气互连和塑封成型两大部分，其中电气互连是直接影响芯片正常工作与否的关键所在。相较于芯片上表面的键合引线，芯片下表面与基板之间的焊料层与芯片的接触面积更大，该焊料层的导热性能直接影响芯片的性能和可靠性。因此，寻求一种既具备优良的导热特性、导电特性和机械特性且低熔点的焊接材料已成为封装技术领域的研究热点。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面在于，提出一种焊膏。

本发明的第二方面在于，提出一种焊膏的制备方法。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种焊膏，焊膏的组分包括：金属纳米颗粒、氧化石墨烯、抗坏血酸、分散剂、增稠剂和触变剂；其中，金属纳米颗粒包括纳米铜颗粒；金属纳米颗粒所占质量百分比的份数为75至85，氧化石墨烯所占质量百分比的份数为5至10，抗坏血酸所占质量百分比的份数为3至8，分散剂所占质量百分比的份数为2至8，增稠剂所占质量百分比的份数为2至8，触变剂所占质量百分比的份数为2至8。

在该技术方案中，限定了一种焊膏，并对该焊膏的成分做出了具体说明。焊膏中包括金属纳米颗粒、氧化石墨烯、抗坏血酸、分散剂、增稠剂和触变剂。具体地，金属纳米颗粒包括纳米铜颗粒。通过添加氧化石墨烯和小粒径金属纳米颗粒，使氧化石墨烯可以对金属纳米颗粒进行包覆，使焊膏中的金属纳米颗粒具备了抗氧化性，并且在烧结过程中氢气、抗坏血酸会同时与氧化石墨烯发生反应，生成六边形状还原氧化石墨烯，可以有效地改善焊料层整体的导热、导电性能；同时，少量其他纳米金属和还原氧化石墨烯对纳米铜烧结后的焊料层缺陷能够进行有效的填充，减少焊料层整体的孔隙率，从而进一步提高焊料层整体的导电、散热和连接性能。此外，通过添加氧化石墨烯可以有效降低焊膏整体的热膨胀系数，使焊膏与芯片的热膨胀系数更加匹配，从而减小了芯片与焊料层的应力传递。

进一步地，对焊膏中的各成分的配比做出了具体限定。其中，金属纳米颗粒在焊膏中所占质量百分比的份数为75至85；氧化石墨烯在焊膏中所占质量百分比的份数为5至10；抗坏血酸在焊膏中所占质量百分比的份数为3至8；分散剂在焊膏中所占质量百分比的份数为2至8；增稠剂在焊膏中所占质量百分比的份数为2至8；触变剂在焊膏中所占质量百分比的份数为2至8。通过限定各个组分的具体配比，以有效改善焊料层整体的导热、导电性能，减少焊料层整体的孔隙率，提高焊料层整体的散热性能和连接性能，减小了芯片与焊料层的应力传递。

另外，本发明提供的上述技术方案中的焊膏还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，金属纳米颗粒还包括：纳米镍颗粒和/或纳米银颗粒。