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      釬焊燒結組合物工藝
      發布時間:2022-12-19

      本文的技術領域涉及用于燒結電子元件的工藝,更具體地說,涉及用于燒結組合物的預處理的工藝和裝置。

      相關藝術的描述

      目前,幾乎所有的電子元件,例如,都通過一個或多個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燒結燒結漿型的組合物來獲得。這些燒結焊膏通常也稱為釬焊膏,盡管嚴格來說它們不是釬焊膏。

      在微電子領域,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械粘合的作用外,還必須確保部件具有良好的導熱性和導電性。

      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,即通過燒結工藝用于釬焊。

      在這種情況下,金屬顆?;蚪饘俨菟猁}顆??梢院唵蔚胤稚⒃诖贾?。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存。

      懸浮液和糊劑的實現和使用具有一定的缺點。漿料的高粘度可能使其通過絲網印刷或微滴點膠的應用特別困難。懸浮液堵塞產品分配噴嘴也很常見。此外,糊狀物甚至更是如此,懸浮液可能會在其容器中造成傾析問題。應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,有必要在進行燒結過程之前對其進行脫溶劑以形成釬焊接頭。脫溶劑化可以作為燒結過程之前準備過程的一部分進行。這尤其困難,因為脫溶劑是在基板上進行的,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過程中,從而使整個過程更長。

      初級漿料的脫溶劑也可以在燒結過程的上游進行。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過程中均勻地承受顆粒。這導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站會增加氧化和金屬顆粒失去稠度的風險。
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      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處理工藝,該方法包括金屬顆粒與微米或納米量級的粒度測定、一種或幾種粘合劑以及一種或幾種溶劑,所述工藝包括:

      • 對所述釬焊組合物進行脫溶劑化步驟,從而得到脫溶劑化釬焊組合物,然后對脫溶劑化釬焊組合物進行壓實步驟,例如獲得金屬顆?;蚪饘俨菟猁}的預制件,所述預制棒能夠用于將電子、光子、熱或機械部件燒結到基板上。


      根據本文工藝的一個特征,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。

      作為優選,所述金屬或金屬草酸鹽顆粒懸浮液經過預先過濾步驟,以通過設置在抽吸裝置上的膜過濾器對其進行過濾。[0017] 根據本發明工藝的另一特征,所述脫溶劑化步驟可以在真空中并在60°C至100°C的溫度下進行,優選在80°C下進行。

      根據本文工藝的又一個特征,壓實步驟包括以下階段:

        • 用脫溶劑釬焊膏或脫溶劑化懸浮液填充型腔,
        • 將脫溶劑化的釬焊膏或懸浮液壓縮在沖頭和反沖頭之間的空腔中,其布置方式使得獲得具有預定形狀、厚度和密度的金屬顆粒的預制件,以及
        • 從腔體中彈出金屬顆粒的預制件。


       作為優選,所述預制件的金屬顆粒具有微米或納米量級的粒度。

      再次作為優選,所述預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釬焊膏或懸浮液的預處理裝置,該預處理裝置包括金屬顆粒,其粒度為微米或納米量級,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的金屬顆粒的預制件, 光子、熱或機械組件到基板上,其中所述器件包括:

        • 過濾裝置能夠過濾銀或草酸銀顆粒的懸浮液,從而得到過濾后的懸浮液,
        • 脫溶劑是指能夠使釬焊膏或懸浮液脫溶劑從而得到脫溶劑的釬焊膏或懸浮液,
        • 壓實是指能夠壓實脫溶劑化的釬焊膏,從而得到金屬顆粒的預制件,
        • 用于轉移懸浮液、脫溶劑化釬焊膏或懸浮液以及金屬顆粒的預制件。


      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或多個粘合劑和一種或幾種溶劑。

      根據裝置的另一個特征,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。

      根據裝置的又一個特征,壓實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脫溶劑化的釬焊膏或懸浮液,從而獲得預定形狀的金屬顆粒的預制件, 厚度和密度。

      根據的一個優點在于減少了燒結電子元件所需的循環時間。另一個優點在于生產含有很少或不包含其它化合物的金屬顆粒的預制件。又一個優點在于生產的預制件金屬顆粒具有良好的機械強度。又一個優點在于提供金屬顆粒的預制件,使得在電子元件的燒結過程中能夠完美地控制釬焊高度。又一個優點在于提供金屬顆粒的預制件,其能夠減少組件與其基材之間缺乏對齊的問題。


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