[发明专利]用于粘合金属的具有助熔剂或还原剂的银烧结组合物

说明书

可烧结的传导性组合物，其包含(i)微米或亚微米尺寸的银片或银粉，以及(ii)助熔剂、或含氧溶剂或过氧化物。所述组合物可用于在不施加压力和≤250℃的烧结温度下将具有银背衬的半导体裸片粘合到铜、银或金引线框。

背景技术

包含粘合剂树脂和传导性填料的传导性粘合剂组合物在半导体封装和微电子装置的制造和装配中用以机械地连接集成电路装置和其基材以及在集成电路装置和其基材之间产生导电性和导热性。最常用的传导性填料是银片。在传导性组合物中会使用粘合剂树脂，因为银片通常不能充分地将半导体或微电子装置粘合到其基材。然而，树脂的存在会限制银的高的导热性和导电性。

目前，仅包含银而不包含树脂的传导性组合物在热压粘结下或在无压力粘结下粘合到银或金基材。然而，在电子装置的制造中常用的基材是铜引线框，并且银不容易与铜形成金属间粘结。已经使用焊料，但在高功率和高温的应用中，当在高温或接近其熔融温度的温度下循环时，焊料会失效。此外，焊料需要存在助熔剂，其会在形成金属间粘结后留下助熔剂残余物，因而需要基材的清洁步骤。

有利的是具有不包含粘合剂树脂的银组合物，所述组合物可以烧结并粘合到铜，并且与目前可获得的强度相比，所述组合物可以增加的强度粘合到银和金基材。

发明内容

本发明是一种传导性组合物，其包含(i)微米或亚微米尺寸的银片，以及(ii)助熔剂(fluxing agent)、或含氧溶剂(oxygenated solvent)或过氧化物，其中所述组合物中不包含有机树脂。选择这样的助熔剂、过氧化物或含氧溶剂：在烧结温度下充分挥发，从而在烧结后在组合物中没有残余物剩余。所述组合物在250℃或更低的温度下烧结，并且可以在不施加压力的情况下与铜基材形成金属间粘结。在另一个实施方案中，本发明是一种组件，其包含：银或金的第一基材、烧结组合物以及选自铜、银或金的第二基材的，其中所述烧结组合物包含银片以及含氧溶剂、或过氧化物或助熔剂，并且所述烧结组合物被布置在所述第一基材与所述第二基材之间。

具体实施方式

微米或亚微米尺寸的银片是市售可得的，并且市售银片设有脂肪酸润滑剂和/或表面活性剂的涂层，以防止聚结。银片的制造商使用的典型润滑剂包括硬脂酸、异硬脂酸、月桂酸、癸酸、油酸、棕榈酸，或用胺例如咪唑中和的脂肪酸。润滑剂和/或表面活性剂的去除有助于在传导性组合物中的银片与所选择的金属基材之间形成金属间粘结，并且可以通过使用含氧溶剂或过氧化物实现。

合适的含氧溶剂的实例是酮、酯、二醇醚和醇。这些溶剂由于高溶解能力而被使用，并且用以去除银颗粒和基材表面上的有机物。含氧溶剂包括2-(2-乙氧基-乙氧基)-乙基乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丁基乙氧基乙基乙酸酯、二甘醇单丁基醚乙酸酯、二甘醇、二丙二醇、单丁基醚乙酸酯和碳酸亚丙酯。其它合适的溶剂包括环状酮，例如环辛酮、环庚酮和环己酮。如果存在的话，含氧溶剂的量为组合物总量的不超过约15重量％(但不为0％)。

合适的过氧化物的实例包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、二月桂酰基过氧化物、过氧辛酸叔丁酯(tertiary-butyl peroctoate)、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯、二叔丁基过氧化物、2,5-双-(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷和二枯基过氧化物、二叔戊基过氧化物。如果存在的话，过氧化物的量为组合物总量的0-2.0重量％，优选0.0-1.0重量％。