CN111099898A - 一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料 - Google Patents

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Abstract

一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，包含如下步骤：制备SiC复合浆料，首先使用SiC微粉配制得到固含量为30‑70%的SiC浆料，然后按照SiC∶Au∶Ag：Pd为（50‑60）∶（0.3‑0.6）∶1：（0.02‑0.05）的质量比加入金粉和银粉和钯粉，混合均匀，得到SiC复合浆料；流延成型，对得到的SiC复合浆料除泡混合均匀后，进行流延得到SiC复合流延膜；流延膜素烧，对得到的流延膜进行素烧，得到SiC复合素坯；真空烧结，将SiC符合素坯在真空状态下烧结，得到铝基碳化硅。本发明的有益效果：通过采用凝胶流延法制备铝基氮化铝，工艺简单，得到的产品成分分布均匀，气孔率低，半导体性能优越，且通过引入金、银和钯粉，充分改善烧结性能，进一步降低烧结温度，节能环保。

Description

一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料
技术领域
本发明涉及一种半导体复合材料，具体涉及一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料。
背景技术
半导体材料是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。
半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。
现有的铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料性能并不优越，成品半导体成分不够均匀，气孔率相对较大，且存在烧结温度需求高，制备过程耗能的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，包含如下步骤：
步骤①、制备SiC复合浆料，首先使用SiC微粉配制得到固含量为30-70%的SiC浆料，然后按照SiC∶Au∶Ag：Pd为（50-60）∶（0.3-0.6）∶1：（0.02-0.05）的质量比加入金粉和银粉和钯粉，混合均匀，得到SiC复合浆料；
步骤②、流延成型，对步骤①中得到的SiC复合浆料除泡混合均匀后，进行流延得到SiC复合流延膜；
步骤③、流延膜素烧，对步骤②得到的流延膜进行素烧，得到SiC复合素坯；
步骤④、真空烧结，将SiC符合素坯在真空状态下烧结，得到铝基碳化硅。
作为本发明进一步的技术方案是：在步骤①中所述SiC浆料是由30-70wt％的SiC微粉、3-5wt％的塑化剂、2-3wt％的分散剂和余量的水混合均匀球磨8-15h得到的。
作为本发明再进一步的技术方案是：在步骤①中，所述SiC微粉的平均粒径不大于8微米。
作为本发明再进一步的技术方案是：所述金粉和银粉的平均粒径不大于8微米，所述钯粉的平均粒径不大于5微米。
作为本发明再进一步的技术方案是：所述塑化剂为聚乙二醇、聚乙烯醇和甘油中的任意一种或者几种的混合物。
作为本发明再进一步的技术方案是：所述分散剂为柠檬酸铵、聚乙二醇和聚甲基丙烯酸胺中的任意一种。
作为本发明再进一步的技术方案是：步骤③中，素烧温度为250-350℃，在步骤④中，真空烧结温度为800-900℃。
作为本发明再进一步的技术方案是：在步骤④中，对SiC复合素坯烧结后对其进行不小于2h的保温，之后得到成品。
本发明的有益效果是：通过采用凝胶流延法制备铝基氮化铝，工艺简单，得到的产品成分分布均匀，气孔率低，半导体性能优越，且通过引入金、银和钯粉，充分改善烧结性能，进一步降低烧结温度，节能环保，值得推广。
具体实施方式
下面，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，包含如下步骤：
步骤①、制备SiC复合浆料，首先使用SiC微粉配制得到固含量为30%的SiC浆料，然后按照SiC∶Au∶Ag：Pd为50∶0.3∶1：0.02的质量比加入金粉和银粉和钯粉，混合均匀，得到SiC复合浆料；
步骤②、流延成型，对步骤①中得到的SiC复合浆料除泡混合均匀后，进行流延得到SiC复合流延膜；
步骤③、流延膜素烧，对步骤②得到的流延膜进行素烧，得到SiC复合素坯；
步骤④、真空烧结，将SiC符合素坯在真空状态下烧结，得到铝基碳化硅。
在步骤①中所述SiC浆料是由30wt％的SiC微粉、3wt％的塑化剂、2wt％的分散剂和余量的水混合均匀球磨8h得到的。
在步骤①中，所述SiC微粉的平均粒径不大于8微米。
所述金粉和银粉的平均粒径不大于8微米，所述钯粉的平均粒径不大于5微米。
所述塑化剂为聚乙二醇、聚乙烯醇和甘油中的任意一种或者几种的混合物。
所述分散剂为柠檬酸铵、聚乙二醇和聚甲基丙烯酸胺中的任意一种。
步骤③中，素烧温度为250℃，在步骤④中，真空烧结温度为800℃。
在步骤④中，对SiC复合素坯烧结后对其进行不小于2h的保温，之后得到成品。
实施例2：
一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，包含如下步骤：
步骤①、制备SiC复合浆料，首先使用SiC微粉配制得到固含量为70%的SiC浆料，然后按照SiC∶Au∶Ag：Pd为60∶0.6∶1：0.05的质量比加入金粉和银粉和钯粉，混合均匀，得到SiC复合浆料；
步骤②、流延成型，对步骤①中得到的SiC复合浆料除泡混合均匀后，进行流延得到SiC复合流延膜；
步骤③、流延膜素烧，对步骤②得到的流延膜进行素烧，得到SiC复合素坯；
步骤④、真空烧结，将SiC符合素坯在真空状态下烧结，得到铝基碳化硅。
在步骤①中所述SiC浆料是由70wt％的SiC微粉、5wt％的塑化剂、3wt％的分散剂和余量的水混合均匀球磨15h得到的。
在步骤①中，所述SiC微粉的平均粒径不大于8微米。
所述金粉和银粉的平均粒径不大于8微米，所述钯粉的平均粒径不大于5微米。
所述塑化剂为聚乙二醇、聚乙烯醇和甘油中的任意一种或者几种的混合物。
所述分散剂为柠檬酸铵、聚乙二醇和聚甲基丙烯酸胺中的任意一种。
步骤③中，素烧温度为350℃，在步骤④中，真空烧结温度为900℃。
在步骤④中，对SiC复合素坯烧结后对其进行不小于2h的保温，之后得到成品。
实施例3：
一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，包含如下步骤：
步骤①、制备SiC复合浆料，首先使用SiC微粉配制得到固含量为50%的SiC浆料，然后按照SiC∶Au∶Ag：Pd为55∶0.45∶1：0.35的质量比加入金粉和银粉和钯粉，混合均匀，得到SiC复合浆料；
步骤②、流延成型，对步骤①中得到的SiC复合浆料除泡混合均匀后，进行流延得到SiC复合流延膜；
步骤③、流延膜素烧，对步骤②得到的流延膜进行素烧，得到SiC复合素坯；
步骤④、真空烧结，将SiC符合素坯在真空状态下烧结，得到铝基碳化硅。
在步骤①中所述SiC浆料是由50wt％的SiC微粉、4wt％的塑化剂、2.5wt％的分散剂和余量的水混合均匀球磨11.5h得到的。
在步骤①中，所述SiC微粉的平均粒径不大于8微米。
所述金粉和银粉的平均粒径不大于8微米，所述钯粉的平均粒径不大于5微米。
所述塑化剂为聚乙二醇、聚乙烯醇和甘油中的任意一种或者几种的混合物。
所述分散剂为柠檬酸铵、聚乙二醇和聚甲基丙烯酸胺中的任意一种。
步骤③中，素烧温度为300℃，在步骤④中，真空烧结温度为850℃。
在步骤④中，对SiC复合素坯烧结后对其进行不小于2h的保温，之后得到成品。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，包含如下步骤：
步骤①、制备SiC复合浆料，首先使用SiC微粉配制得到固含量为30-70%的SiC浆料，然后按照SiC∶Au∶Ag：Pd为（50-60）∶（0.3-0.6）∶1：（0.02-0.05）的质量比加入金粉和银粉和钯粉，混合均匀，得到SiC复合浆料；
步骤②、流延成型，对步骤①中得到的SiC复合浆料除泡混合均匀后，进行流延得到SiC复合流延膜；
步骤③、流延膜素烧，对步骤②得到的流延膜进行素烧，得到SiC复合素坯；
步骤④、真空烧结，将SiC符合素坯在真空状态下烧结，得到铝基碳化硅。
2.根据权利要求1所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，在步骤①中所述SiC浆料是由30-70wt％的SiC微粉、3-5wt％的塑化剂、2-3wt％的分散剂和余量的水混合均匀球磨8-15h得到的。
3.根据权利要求1所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，在步骤①中，所述SiC微粉的平均粒径不大于8微米。
4.根据权利要求1所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，所述金粉和银粉的平均粒径不大于8微米，所述钯粉的平均粒径不大于5微米。
5.根据权利要求2所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，所述塑化剂为聚乙二醇、聚乙烯醇和甘油中的任意一种或者几种的混合物。
6.根据权利要求2所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，所述分散剂为柠檬酸铵、聚乙二醇和聚甲基丙烯酸胺中的任意一种。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，步骤③中，素烧温度为250-350℃，在步骤④中，真空烧结温度为800-900℃。
8.根据权利要求7所述的一种铝基碳化硅高密度封装半导体复合材料，其特征在于，在步骤④中，对SiC复合素坯烧结后对其进行不小于2h的保温，之后得到成品。
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