[发明专利]一种预烧低熔封接玻璃片及其制备方法

说明书

本发明属于封接玻璃片的制备领域，具体涉及一种预烧低熔封接玻璃片及其制备方法。该玻璃片的原料组成为：铅系硼硅酸低熔封接玻璃粉和松油醇，质量比为8~9:1；制备工艺为：调制浆料—印刷形状—加热排胶—预烧成块，所制得玻璃片的长和宽根据芯片大小而定，厚度为0.2‑0.4 mm，具有超薄超小的特点。与传统技术工艺相比，本发明具有简单易行，成本低，制作简单，良好的导热性和绝缘性，优良的机械强度和化学稳定性。

技术领域

本发明属于IC芯片封接玻璃片的制备领域，具体涉及一种预烧低熔封接玻璃片及其制备方法。

背景技术

随着微波电路、微电子器件、半导体集成电路向大功率、小型化、轻量化、高密度组装化、低成本、高性能和高可靠性的方向发展，对半导体芯片组装工艺提出了更高的要求。过去国内半导体制造业多数采用银浆烧结或金锑合金片烧结法联接芯片与底座。近年来随着封装器件的发展又出现了金硅合金的共晶联接法。自八十年代以来国外又采取更经济合理的导电胶粘接法，其关键是制备半导体器件制造专用导电胶。因芯片粘贴不良或漏电造成的失效也越来越引起了人们的重视，因为这种失效往往是致命的，不可逆的。

传统的半导体芯片组装工艺中，通常采用金-硅共熔焊的合金贴装，或采用导电胶类粘结剂贴装。合金钎焊时存在热应力大，易造成半导体及其他元件因热膨胀系数不匹配，导致焊缝、接口、支撑件甚至整个组件失效，且合金粉末的松动颗粒在苛刻工作环境下易造成器件短路；导电胶类粘结剂则存在器件在使用过程中由热疲劳效应引起粘结强度逐渐减弱的问题，使所粘结的芯片开裂脱落，导致器件失效。因此，采用上述两种组装工艺，已不适应现代化电子元器件高可靠性的要求。

目前一种新型的半导体芯片组装用的银-玻璃体系浆料，该浆料用做半导体芯片和集成电路的组装连接，替代现有的共熔焊或合金贴装组装工艺，具有热导率高、膨胀系数小、散热性能好、成本低廉等优点，尤其在应用于混合电路中大面积陶瓷基片贴片时具有明显优势，更适合于自动分配、高速冲印或滴涂组装工艺和大的陶瓷芯片组装连接。它不需要助溶剂，能均匀地无气孔覆盖；其固有的柔性可消除焊接热应力，避免合金钎焊导致的刚性和脆性引起的大芯片开裂失效危险，可解决导电胶类粘结剂在使用过程中引起粘结强度逐渐减弱、导致器件失效的问题。

低熔封接玻璃是一种先进的焊接材料，由于其具有低的熔化温度和封接温度，优良的机械强度和化学稳定性，而在很多领域中得到广泛的应用，实现了玻璃、陶瓷、金属、半导体间的相互封接。

发明内容

本发明针对传统的半导体芯片组装工艺的缺陷，克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种超薄超小预烧低熔封接玻璃片。本发明制备该玻璃片的过程中，不需要金银材料，避免使用贵重金属，大大降低了成本。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种预烧低熔封接玻璃片，其特征在于：其原料组成为：铅系硼硅酸低熔封接玻璃粉（例如：SHBF-150、SHBF-160）和松油醇，质量比为8~9:1；玻璃片的长和宽根据芯片大小而定，厚度为0.2~0.4 mm。

一种制备如上所述超薄超小预烧低熔封接玻璃片的方法，具体包括以下步骤：

1）调制浆料：将铅系硼硅酸低熔封接玻璃粉和松油醇按质量比混合，充分搅拌至均匀，制得玻璃浆料；

2）印刷形状：通过印刷网版，将步骤1）调制的玻璃浆料印刷成所需要的尺寸大小至金属片上；

3）加热排胶：将经步骤2）处理的金属片放置于有机溶剂挥发温度环境下，180℃加热排胶1h；

4）预烧成块：再将金属片加热，前置加热温度为260℃，预烧至425℃，烧结时间6分钟，速度110mm/min，取出后空冷；冷却后成块，即得预烧低熔玻璃片；