[发明专利]一种互连工艺

说明书

本发明提供了一种互连工艺，包括：将互连材料印刷至基板上，静置，再将芯片盖于所述互连材料表面，于100～200℃下烧结，得到互连器件；所述互连材料包括咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体和分散液；所述咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体中，包覆在纳米铜颗粒表面的咪唑类化合物选自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一种或几种。本发明的互连方法能够在低温无压下条件下将芯片与基板互连，完成电子元器件或大功率半导体器件的连接封装，能够较好的应用于高端电子器件的制造和半导体封装等领域。

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，特别涉及一种互连工艺。

背景技术

大功率电力电子器件或半导体器件需在高温下具有良好的转换特性和工作能力，除了器件中各组件自身的性能外，组件的封装同样影响电力电子器件或半导体器件的性能和长期可靠性。电力电子器件或半导体器件为电子互连件/电子组装产品，即包括依次接触的基板-互连材料-芯片，其是通过互连工艺将芯片与基板之间借助于互连材料进行连接封装；随着功率半导体器件小型化、低功耗、高温高压的发展趋势，对互连工艺也提出了更苛刻的性能需求：(1)保证芯片与基板可靠的机械连接；(2)具有较高的电导率以实现芯片与基板之间的电信号传输；(3)具有较高的热导率以使热量能够有效地从功率芯片传导到封装结构，提高功率芯片的散热效果；(4)能够匹配芯片与基板之间热膨胀系数的差异，有效减小连接处应力；(5)极端工作环境下具有互连稳定性和可靠性。

传统大功率器件互连工艺中，通常需要在高温高压下利用互连材料将芯片与基板的封装互连。然而，随着电子产品应用领域和范围的扩大，对互连工艺也提出了越来越高的要求，逐渐倾向于向低温低压互连发展。一方面，互连温度高，对互连设备、电子元件及基板材料的耐热性能会提出严峻挑战，对于一些耐热性差的电子器件，在高互连温度下容易造成器件损伤；而且，对于一些特殊的电子产品如太阳能薄膜、LED、LCD、温控元件等必须在低温下互连；另一方面，互连温度高还不利于节能减排，而电子元器件互连封装又是现代主体行业，高温互连势必对能源环境造成不小的问题。因此，如何降低互连工艺的温度和压力已成为本领域关注的热点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种互连工艺，本发明的互连方法能够实现在低温无压下条件下进行电子元器件或大功率半导体器件的互连。

本发明提供了一种互连工艺，包括：

将互连材料印刷至基板上，静置，再将芯片盖于所述互连材料表面，于100～200℃下烧结，得到互连器件；

所述互连材料包括咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体和分散液；

所述咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体中，包覆在纳米铜颗粒表面的咪唑类化合物选自苯并三氮唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和烷基苯基咪唑中的一种或几种。

优选的，所述分散液选自乙醇、异丙醇、乙二醇、一缩二乙二醇、乙二醇甲醚和乙二醇丁醚中的一种或几种。

优选的，所述咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体占互连材料的质量比为50％～99％；

所述咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体中，纳米铜颗粒的粒径为10～50nm。

优选的，所述静置的时间为20～200min。

优选的，所述烧结的气氛为氢气与氮气的混合气氛、氢气与氩气的混合气氛、氮气气氛或氩气气氛；

所述烧结的时间为10～120min。

优选的，所述互连材料通过以下方式获得：

a)将微溶性铜源、保护剂、络合剂、还原剂和溶剂混合，于50～150℃下反应，形成咪唑类化合物包覆纳米铜颗粒粉体；

所述微溶性铜源选自氢氧化铜、乙酰丙酮酸铜、碱式碳酸铜、油酸铜、和草酸铜中的一种或几种；