CN111618475B - 焊膏材料、焊膏材料的制备方法和电子元件的封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焊膏材料、焊膏材料的制备方法和电子元件的封装方法。焊膏材料包括：金属纳米线，10质量份至40质量份；铜纳米颗粒，30质量份至77质量份；还原剂，30质量份至40质量份；触变剂，8质量份至12质量份；其中，所述金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，所述金属纳米线的长度为50纳米至5微米，所述金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。本发明能够改善焊膏材料与基板的连接面之间的连接性能，并有效避免焊膏在挤压过程中向外溢出的情况。

Description

焊膏材料、焊膏材料的制备方法和电子元件的封装方法

技术领域

本发明涉及电子元件制备的技术领域，具体而言，涉及焊膏材料、焊膏材料的制备方法和电子元件的封装方法。

背景技术

随着工业发展和科技进步，人们对于电力的需求愈加庞大，这也意味着场效应晶体管器件及其适应的封装方式迎来了更大功率和更高频率的要求和挑战。相关技术中，例如碳化硅(化学式：SiC)和氮化镓(化学式：GaN)的第三代半导体材料已经初步解决以往硅基材料工作温度低，开关频率低的问题。然而，相关技术中仍然存在的其中一项不足是，电子元件的封装效果仍任不够理想。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。

为此，本发明的第一目的在于提供一种焊膏材料。

本发明的第二目的在于提供一种焊膏材料的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种电子元件的封装方法。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种焊膏材料，包括：金属纳米线，10质量份至40质量份；铜纳米颗粒，30质量份至77质量份；还原剂，30质量份至40质量份；触变剂，8质量份至12质量份；其中，金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，金属纳米线的长度为50纳米至5微米，金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

本实施例的电子元件可以通过较低的烧结温度进行烧结，并能获得极佳的热电性能。同时，将铜纳米颗粒运用到焊膏材料中，也可以使得焊膏材料和电子元件获得极佳的力学性能。此外，金属纳米线具备比常规尺度下同类材料更佳的物理性能。金属纳米线的加入能够提高焊膏材料与基板之间的连接性能，从而进一步提高电子元件的封装性能和产品质量。

另外，本发明上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，金属纳米线包括：第一金属纳米线，3质量份至10质量份；第二金属纳米线，7质量份至30质量份；其中，第一金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，第一金属纳米线的长度为1微米至5微米，第二金属纳米线的直径为5纳米至10纳米，第二金属纳米线的长度为50纳米至200纳米。

第一金属纳米线和第二金属纳米线的长度不同。非等高且长短配合的第一金属纳米线和第二金属纳米线能够改善和提高焊膏材料与连接面的连接性能，并可约束焊膏流动，减少焊膏溢出。此外，长短纳米线配合，兼顾了整体架构和填补铜颗粒孔隙的两个方面的作用效果。其中作为长纳米线的第一金属纳米线起到整体架构作用，作为短纳米线的第二金属纳米线和铜纳米颗粒团聚在长纳米线周围，短纳米线充当孔隙间的连接路径。此外，在经过完整烧结步骤后，电子元件焊层中在垂直方向易形成由第一金属纳米线和第二金属纳米线构成的热、电传输路径。并且，垂直方向的长短结合纳米线结构能有效提升焊层抗剪切强度，极大提升了焊层的综合连接性能。

上述任一技术方案中，第一金属纳米线包括铜纳米线，第二金属纳米线包括以下至少之一或其组合：银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

本实施方式的长纳米线为铜纳米线，其不易溶解到铜纳米颗粒的铜单质中，短纳米线为银，镍，锡等金属材料，其易与铜纳米颗粒形成金属间化合物，从而有效填充焊膏材料成型后的孔隙。尤其，在纳米线生长密集度更高的区域中，基于焊膏溶剂的毛细原理，加之铜等金属材料的亲水性，本实施方式会形成高于焊层印刷厚度的液面，从而进一步减少焊膏在挤压过程中向外溢出的情况。

为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种焊膏材料的制备方法，适于制备如本发明任一实施例的焊膏材料，焊膏材料的制备方法包括以下步骤：步骤S110，对10质量份至40质量份的金属纳米线和30质量份至77质量份的铜纳米颗粒进行还原干燥处理；步骤S120，将30质量份至40质量份的还原剂和8质量份至12质量份的触变剂与通过步骤S110获得的金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

本实施例的焊膏材料的制备方法适于制备如本发明任一实施例的焊膏材料，因而其具有如本发明任一实施例的焊膏材料的全部有益效果，在此不再赘述。

为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种电子元件的封装方法，电子元件包括基板和芯片，基板包括连接面，电子元件的封装方法包括以下步骤：步骤S210，将如本发明任一实施例的焊膏材料印刷于连接面之上；步骤S220，将芯片与焊膏材料贴合后实施烧结，以获得电子元件。

本实施例的电子元件的封装方法采用如本发明任一实施例的焊膏材料，因而其具有如本发明任一实施例的焊膏材料的全部有益效果，在此不再赘述。

另外，本发明上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，在执行步骤S210之前，电子元件的封装方法还包括以下步骤：步骤S200，采用电子束蒸发法通过掩膜板在连接面之上生长连接面金属纳米线；其中，连接面金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，连接面金属纳米线的长度为10微米至100微米，连接面金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

本实施方式不仅在焊膏材料中加入金属纳米线，同时还在连接面上生长连接面金属纳米线。连接面金属纳米线与焊膏材料中的金属纳米线相互配合，以改善焊料与接触面的连接性能。此外，本实施方式将基板生长的连接面金属纳米线作为烧结后的固体部分组成，并由此降低了焊膏材料中固体成分的质量比，从而使得还原剂配重比得以大幅度提升。因此，本实施方式能够加强焊膏材料的抗氧化能力。本实施方式的焊膏材料中还原剂质量占比较大，则可以获得比同类焊膏更好的保护性能，焊膏材料的可贮存时间得以延长。此外，连接面金属纳米线与焊膏材料中的金属纳米线相互配合的纳米线阵列结构可以约束焊膏材料流动，减少焊膏材料流溢出。连接面金属纳米线与焊膏材料中的金属纳米线相互配合的结构可进一步使得电子元件焊层中在垂直方向形成紧密地连接和有效的传输通道，以达到提高焊层抗剪切强度，热导率及电导率等连接性能的目的。

上述任一技术方案中，连接面金属纳米线包括：第一连接面金属纳米线；第二连接面金属纳米线；其中，第一连接面金属纳米线的长度为20微米至100微米，第一连接面金属纳米线包括铜纳米线，第二连接面金属纳米线的长度为10微米至35微米，第二连接面金属纳米线包括以下至少之一或其组合：银纳米线、镍纳米线、锡纳米线，第二连接面金属纳米线的生长密度为100根/平方毫米至2500根/平方毫米，第一连接面金属纳米线的生长密度为第二连接面金属纳米线的生长密度的1.2倍至1.5倍。

本实施例的连接面金属纳米线还具有疏密配合结构，第一连接面金属纳米线的生长密度大于第二连接面金属纳米线的生长密度。疏密配合的纳米线可约束焊膏流动，使得焊膏可以有效固定在设定区域，减少焊膏溢出。

上述任一技术方案中，连接面之上包括：第一生长区域；第二生长区域，设于第一生长区域之中；第三生长区域，设于第二生长区域之中；其中，第一生长区域、第二生长区域和第三生长区域同心设置，第一连接面金属纳米线生长于第二生长区域之中，第二连接面金属纳米线生长于第一生长区域和第三生长区域之中。

长度较长且生长密度较大的第一连接面金属纳米线生长于第二生长区域之中，长度较短且生长密度较低的生长于第一生长区域和第三生长区域之中。以上的疏密配合能够进一步约束焊膏流动，减少焊膏溢出。

上述任一技术方案中，第一生长区域、第二生长区域和第三生长区域的面积相加之和为芯片的面积的70％至100％。

第一生长区域、第二生长区域和第三生长区域的面积相加之和即为供焊膏材料印刷的区域，该区域的面积小于或等于芯片的面积，以进一步避免焊膏材料溢出。本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的焊膏材料的制备方法的步骤流程图；

图2为本发明一个实施例的电子元件的封装方法的第一步骤流程图；

图3为本发明一个实施例的电子元件的封装方法的第二步骤流程图；

图4为本发明一个实施例的电子元件的封装方法的第三步骤流程图；

图5为本发明一个实施例的生长于基板之上的连接面金属纳米线的结构示意图；

图6为本发明一个实施例的基板之上连接面的生长区域分布示意图；

图7为本发明一个实施例的焊膏材料的内部结构示意图。

其中，图5至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：基板，102：第一生长区域，104：第二生长区域，106：第三生长区域，108：长纳米线，110：短纳米线，112：铜纳米颗粒，200：芯片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述本发明一些实施例的焊膏材料、焊膏材料的制备方法和电子元件的封装方法。

本发明的实施例提供了一种焊膏材料，包括：金属纳米线，10质量份至40质量份；铜纳米颗粒，30质量份至77质量份；还原剂，30质量份至40质量份；触变剂，8质量份至12质量份；其中，金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，金属纳米线的长度为50纳米至5微米，金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

在本实施例的部分实施方式中，焊膏材料包括：金属纳米线，10质量份至30质量份；铜纳米颗粒，40质量份至65质量份；还原剂，30质量份至40质量份；触变剂，8质量份至12质量份。

在本实施例的部分实施方式中，焊膏材料包括：金属纳米线，10质量份至30质量份；铜纳米颗粒，30质量份至50质量份；还原剂，30质量份至40质量份；触变剂，8质量份至12质量份。

在本实施例的部分实施方式中，焊膏材料包括：金属纳米线，10质量份至20质量份；铜纳米颗粒，30质量份至50质量份；还原剂，30质量份至40质量份；触变剂，8质量份至12质量份。

在本实施例的部分实施方式中，还原剂包括醇类还原剂。醇类还原剂具体包括以下之一或其组合：聚乙二醇、乙二醇、乙醇。

本实施例的焊膏材料具体为铜纳米焊膏材料，其用于制备例如碳化硅、氮化镓等的半导体材料和半导体电子元件。上述电子元件包括基板和芯片，其在制备时，需要采用焊膏材料将基板和芯片相互连接，并实施烧结，以完成电子元件的封装。本实施例采用铜纳米颗粒制备焊膏材料。得益于纳米尺度铜质材料的特殊性，本实施例的电子元件可以通过较低的烧结温度进行烧结，并能获得极佳的热电性能。同时，将铜纳米颗粒运用到焊膏材料中，也可以使得焊膏材料和电子元件获得极佳的力学性能。此外，金属纳米线具备比常规尺度下同类材料更佳的物理性能。金属纳米线的加入能够提高焊膏材料与基板之间的连接性能，从而进一步提高电子元件的封装性能和产品质量。

在本实施例的部分实施方式中，金属纳米线包括：第一金属纳米线，3质量份至10质量份；第二金属纳米线，7质量份至30质量份；其中，第一金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，第一金属纳米线的长度为1微米至5微米，第二金属纳米线的直径为5纳米至10纳米，第二金属纳米线的长度为50纳米至200纳米。

在本实施例的部分实施方式中，金属纳米线包括：第一金属纳米线，3质量份至10质量份；第二金属纳米线，10质量份至30质量份；其中，第一金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，第一金属纳米线的长度为1微米至5微米，第二金属纳米线的直径为5纳米至10纳米，第二金属纳米线的长度为50纳米至200纳米。

本实施方式的金属纳米线包括第一金属纳米线和第二金属纳米线。其中，第一金属纳米线的长度大于第二金属纳米线。换言之，第一金属纳米线为长纳米线，第二金属纳米线为短纳米线。对于在焊膏材料中添加单纳米线的技术方案，其无法保证纳米线的取向性，也并没有考虑纳米线与连接面之间的连接性能。单纳米线在垂直方向无法与连接面形成有效地连接，并且在进行焊膏材料印刷时，容易出现焊膏溢出的现象。为了解决上述问题的至少之一，本实施方式的金属纳米线包括第一金属纳米线和第二金属纳米线。其中，第一金属纳米线和第二金属纳米线的长度不同。非等高且长短配合的第一金属纳米线和第二金属纳米线能够改善和提高焊膏材料与连接面的连接性能，并可约束焊膏流动，减少焊膏溢出。此外，长短纳米线配合，兼顾了整体架构和填补铜颗粒孔隙的两个方面的作用效果。其中作为长纳米线的第一金属纳米线起到整体架构作用，作为短纳米线的第二金属纳米线和铜纳米颗粒团聚在长纳米线周围，短纳米线充当孔隙间的连接路径。此外，在经过完整烧结步骤后，电子元件焊层中在垂直方向易形成由第一金属纳米线和第二金属纳米线构成的热、电传输路径。并且，垂直方向的长短结合纳米线结构能有效提升焊层抗剪切强度，极大提升了焊层的综合连接性能。

在本实施例的部分实施方式中，第一金属纳米线包括铜纳米线，第二金属纳米线包括以下至少之一或其组合：银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

换言之，本实施方式中，长纳米线为铜纳米线，短纳米线为银纳米线或镍纳米线或锡纳米线及其组合。本实施方式的长纳米线为铜纳米线，其不易溶解到铜纳米颗粒的铜单质中，短纳米线为银，镍，锡等金属材料，其易与铜纳米颗粒形成金属间化合物，从而有效填充焊膏材料成型后的孔隙。尤其，在纳米线生长密集度更高的区域中，基于焊膏溶剂的毛细原理，加之铜等金属材料的亲水性，本实施方式会形成高于焊层印刷厚度的液面，从而进一步减少焊膏在挤压过程中向外溢出的情况。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种焊膏材料的制备方法，适于制备如本发明任一实施例的焊膏材料，焊膏材料的制备方法包括以下步骤：

步骤S110，对10质量份至40质量份的金属纳米线和30质量份至77质量份的铜纳米颗粒进行还原干燥处理；

步骤S120，将30质量份至40质量份的还原剂和8质量份至12质量份的触变剂与通过步骤S110获得的金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

本实施例的焊膏材料的制备方法适于制备如本发明任一实施例的焊膏材料，因而其具有如本发明任一实施例的焊膏材料的全部有益效果，在此不再赘述。

如图2所示，本发明的实施例提供了一种电子元件的封装方法，电子元件包括基板和芯片，基板包括连接面，电子元件的封装方法包括以下步骤：

步骤S210，将如本发明任一实施例的焊膏材料印刷于连接面之上；

步骤S220，将芯片与焊膏材料贴合后实施烧结，以获得电子元件。

本实施例的电子元件的封装方法采用如本发明任一实施例的焊膏材料，因而其具有如本发明任一实施例的焊膏材料的全部有益效果，在此不再赘述。

如图3所示，在本实施例的部分实施方式中，在执行步骤S210之前，电子元件的封装方法还包括以下步骤：

步骤S200，采用电子束蒸发法通过掩膜板在连接面之上生长连接面金属纳米线。

其中，连接面金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，连接面金属纳米线的长度为10微米至100微米，连接面金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

具体而言，如图4所示，本实施方式中，首先将纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥，进而将还原剂、触变剂与纳米线和铜纳米颗粒搅拌混合，以获得纳米铜焊膏。此外，本实施方式在基板的连接面之上通过掩膜法生长出纳米线图案，并将纳米铜焊膏印刷在纳米线图案之上。最后，本实施方式将芯片贴合在纳米线图案的位置，以使得纳米铜焊膏将芯片和基板连接，并实施烧结，以获得电子器件。

换言之，本实施方式不仅在焊膏材料中加入金属纳米线，同时还在连接面上生长连接面金属纳米线。连接面金属纳米线与焊膏材料中的金属纳米线相互配合，以改善焊料与接触面的连接性能。此外，本实施方式将基板生长的连接面金属纳米线作为烧结后的固体部分组成，并由此降低了焊膏材料中固体成分的质量比，从而使得还原剂配重比得以大幅度提升。因此，本实施方式能够加强焊膏材料的抗氧化能力。本实施方式的焊膏材料中还原剂质量占比较大，则可以获得比同类焊膏更好的保护性能，焊膏材料的可贮存时间得以延长。此外，连接面金属纳米线与焊膏材料中的金属纳米线相互配合的纳米线阵列结构可以约束焊膏材料流动，减少焊膏材料流溢出。连接面金属纳米线与焊膏材料中的金属纳米线相互配合的结构可进一步使得电子元件焊层中在垂直方向形成紧密地连接和有效的传输通道，以达到提高焊层抗剪切强度，热导率及电导率等连接性能的目的。

在本实施例的部分实施方式中，连接面金属纳米线包括：第一连接面金属纳米线和第二连接面金属纳米线。其中，第一连接面金属纳米线的长度为20微米至100微米，第一连接面金属纳米线包括铜纳米线，第二连接面金属纳米线的长度为10微米至35微米，第二连接面金属纳米线包括以下至少之一或其组合：银纳米线、镍纳米线、锡纳米线，第二连接面金属纳米线的生长密度为100根/平方毫米至2500根/平方毫米，第一连接面金属纳米线的生长密度为第二连接面金属纳米线的生长密度的1.2倍至1.5倍。

换言之，本实施方式中第一连接面金属纳米线为长纳米线，第二连接面金属纳米线为短纳米线。生长于连接面之上的金属纳米线同样具有长短配合的结构，以进一步地达到在垂直方向上提高焊膏材料与连接面的连接力的目的。本实施方式的长纳米线为铜纳米线，其不易溶解到铜纳米颗粒的铜单质中，短纳米线为银，镍，锡等金属材料，其易与铜纳米颗粒形成金属间化合物，从而有效填充焊膏材料成型后的孔隙。尤其，在纳米线生长密集度更高的区域中，基于焊膏溶剂的毛细原理，加之铜等金属材料的亲水性，本实施方式会形成高于焊层印刷厚度的液面，从而进一步减少焊膏在挤压过程中向外溢出的情况。此外，如图5所示，本实施例的连接面金属纳米线还具有疏密配合结构，第一连接面金属纳米线的生长密度大于第二连接面金属纳米线的生长密度。疏密配合的纳米线可约束焊膏流动，使得焊膏可以有效固定在设定区域，减少焊膏溢出。

如图6所示，在本实施例的部分实施方式中，连接面之上包括：第一生长区域102、第二生长区域104和第三生长区域106。第二生长区域104设于第一生长区域102之中。第三生长区域106设于第二生长区域104之中。其中，第一生长区域102、第二生长区域104和第三生长区域106同心设置，第一连接面金属纳米线生长于第二生长区域104之中，第二连接面金属纳米线生长于第一生长区域102和第三生长区域106之中。

具体而言，第一生长区域102、第二生长区域104和第三生长区域106分别为边缘为正方形或矩形的区域。第一生长区域102的边缘限定出的区域面积最大，第二生长区域104的边缘限定出的区域面积次之，第三生长区域106的边缘限定出的区域面积最小。长度较长且生长密度较大的第一连接面金属纳米线生长于第二生长区域104之中，长度较短且生长密度较低的生长于第一生长区域102和第三生长区域106之中。以上的疏密配合能够进一步约束焊膏流动，减少焊膏溢出。

综上，如图7所示，不论是长纳米线108和短纳米线110均形成在焊膏材料之中的长短纳米线配合结构，还是长纳米线108生长在基板100的连接面上，短纳米线110生长在焊膏材料之中的长短纳米线配合结构，当焊膏材料被印刷于连接面之上后，相互配合作用的长纳米线108、短纳米线110和铜纳米颗粒112能够有效提高基板100和芯片200之间的连接性能，并阻止焊膏材料的流动和溢出。

如图6所示，在本实施例的部分实施方式中，第一生长区域102、第二生长区域104和第三生长区域106的面积相加之和为芯片的面积的70％至100％。第一生长区域102、第二生长区域104和第三生长区域106的面积相加之和即为供焊膏材料印刷的区域，该区域的面积小于或等于芯片的面积，以进一步避免焊膏材料溢出。

本发明的实施例提供了一种电子元件，电子元件采用如本发明任一实施例的电子元件的封装方法进行封装。

本实施例的电子元件采用如本发明任一实施例的电子元件的封装方法进行封装，因而其具有如本发明任一实施例的电子元件的封装方法的全部有益效果，在此不再赘述。

实施例1：

本实施例提供了一种焊膏材料，该焊膏材料包括以下原料：10质量份的金属纳米线、52质量份的铜纳米颗粒、30质量份的还原剂和8质量份的触变剂。其中，金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，金属纳米线的长度为50纳米至5微米。金属纳米线包括银纳米线。还原剂包括聚乙二醇。本实施例的焊膏材料通过以下方法制备：对金属纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥处理，将还原剂、触变剂、金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

实施例2：

本实施例提供了一种焊膏材料，该焊膏材料包括以下原料：18质量份的金属纳米线、30质量份的铜纳米颗粒、40质量份的还原剂和12质量份的触变剂。其中，金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，金属纳米线的长度为50纳米至5微米。金属纳米线包括镍纳米线。还原剂包括乙二醇。本实施例的焊膏材料通过以下方法制备：对金属纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥处理，将还原剂、触变剂、金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

实施例3：

本实施例提供了一种焊膏材料，该焊膏材料包括以下原料：30质量份的金属纳米线、30质量份的铜纳米颗粒、30质量份的还原剂和10质量份的触变剂。其中，金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，金属纳米线的长度为50纳米至5微米。金属纳米线包括锡纳米线。还原剂包括乙醇。本实施例的焊膏材料通过以下方法制备：对金属纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥处理，将还原剂、触变剂、金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

实施例4：

本实施例提供了一种焊膏材料，该焊膏材料包括以下原料：10质量份的金属纳米线、50质量份的铜纳米颗粒、30质量份的还原剂和10质量份的触变剂。其中，金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，金属纳米线的长度为50纳米至5微米。金属纳米线包括铜纳米线、银纳米线、镍纳米线和锡纳米线的混合物。还原剂包括乙醇。本实施例的焊膏材料通过以下方法制备：对金属纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥处理，将还原剂、触变剂、金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

实施例5：

本实施例提供了一种焊膏材料，该焊膏材料包括以下原料：10质量份的金属纳米线、50质量份的铜纳米颗粒、30质量份的还原剂和10质量份的触变剂。其中，金属纳米线包括直径为10纳米至50纳米，长度为1微米至5微米的第一金属纳米线和直径为5纳米至10纳米，长度为50纳米至200纳米的第二金属纳米线。第一金属纳米线在原料之中的含量为3质量份，第二金属纳米线在原料之中的含量为7质量份。本实施例的焊膏材料通过以下方法制备：对金属纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥处理，将还原剂、触变剂、金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

实施例6：

本实施例提供了一种焊膏材料，该焊膏材料包括以下原料：40质量份的金属纳米线、20质量份的铜纳米颗粒、30质量份的还原剂和10质量份的触变剂。其中，金属纳米线包括直径为10纳米至50纳米，长度为1微米至5微米的第一金属纳米线和直径为5纳米至10纳米，长度为50纳米至200纳米的第二金属纳米线。第一金属纳米线在原料之中的含量为10质量份，第二金属纳米线在原料之中的含量为30质量份。本实施例的焊膏材料通过以下方法制备：对金属纳米线和铜纳米颗粒进行还原干燥处理，将还原剂、触变剂、金属纳米线和铜纳米颗粒混合均匀，获得焊膏材料。

实施例7：

本实施例提供了一种电子元件的封装方法，电子元件包括基板和芯片，基板包括连接面。电子元件的封装方法包括以下步骤：将通过实施例1获得的焊膏材料印刷于连接面之上。将芯片与焊膏材料贴合后实施烧结，以获得电子元件。

实施例8：

本实施例提供了一种电子元件的封装方法。电子元件包括基板和芯片，基板包括连接面。电子元件的封装方法包括以下步骤：采用电子束蒸发法通过掩膜板在连接面之上生长连接面金属纳米线，将通过实施例2获得的焊膏材料印刷于连接面之上。将芯片与焊膏材料贴合后实施烧结，以获得电子元件。本实施例的连接面金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，长度为10微米至100微米。连接面金属纳米线包括铜纳米线和银纳米线。

实施例9：

本实施例提供了一种电子元件的封装方法。电子元件包括基板和芯片，基板包括连接面。连接面之上包括同心设置的第一生长区域102、第二生长区域104和第三生长区域106。第二生长区域104设于第一生长区域102之中。第三生长区域106设于第二生长区域104之中。电子元件的封装方法包括以下步骤：采用电子束蒸发法通过掩膜板在第二生长区域104之中生长第一连接面金属纳米线，在第一生长区域102和第三生长区域106之中生长第二连接面金属纳米线。其中，第一连接面金属纳米线的长度为20微米至100微米，第一连接面金属纳米线包括铜纳米线，第二连接面金属纳米线的长度为10微米至35微米，第二连接面金属纳米线包括锡纳米线，第二连接面金属纳米线的生长密度为100根/平方毫米至2500根/平方毫米，第一连接面金属纳米线的生长密度为第二连接面金属纳米线的生长密度的1.2倍至1.5倍。

综上，本发明实施例的有益效果为：

1.本发明的实施例能够提高焊膏材料与基板之间的连接性能，从而进一步提高电子元件的封装性能和产品质量。

2.本发明的实施例能够减少焊膏在挤压过程中向外溢出的情况。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种焊膏材料，其特征在于，包括：

金属纳米线，10质量份至40质量份；

铜纳米颗粒，30质量份至77质量份；

还原剂，30质量份至40质量份；

触变剂，8质量份至12质量份；

其中，所述金属纳米线的直径为5纳米至50纳米，所述金属纳米线的长度为50纳米至5微米，所述金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线；

所述金属纳米线包括：

第一金属纳米线，3质量份至10质量份；

第二金属纳米线，7质量份至30质量份；

其中，所述第一金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，所述第一金属纳米线的长度为1微米至5微米，所述第二金属纳米线的直径为5纳米至10纳米，所述第二金属纳米线的长度为50纳米至200纳米。

2.根据权利要求1所述的焊膏材料，其特征在于，

所述第一金属纳米线包括铜纳米线，所述第二金属纳米线包括以下至少之一或其组合：银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

3.一种焊膏材料的制备方法，其特征在于，适于制备如权利要求1或2所述的焊膏材料，所述焊膏材料的制备方法包括以下步骤：

步骤S110，对10质量份至40质量份的金属纳米线和30质量份至77质量份的铜纳米颗粒进行还原干燥处理；

步骤S120，将30质量份至40质量份的还原剂和8质量份至12质量份的触变剂与通过步骤S110获得的所述金属纳米线和所述铜纳米颗粒混合均匀，获得所述焊膏材料。

4.一种电子元件的封装方法，其特征在于，所述电子元件包括基板和芯片，所述基板包括连接面，所述电子元件的封装方法包括以下步骤：

步骤S200，采用电子束蒸发法通过掩膜板在所述连接面之上生长连接面金属纳米线；

步骤S210，将如权利要求1或2所述的焊膏材料印刷于所述连接面之上；

步骤S220，将所述芯片与所述焊膏材料贴合后实施烧结，以获得所述电子元件；

其中，所述连接面金属纳米线包括：第一连接面金属纳米线和第二连接面金属纳米线，所述第一连接面金属纳米线的长度为20微米至100微米，所述第二连接面金属纳米线的长度为10微米至35微米。

5.根据权利要求4所述的电子元件的封装方法，其特征在于，所述连接面金属纳米线的直径为10纳米至50纳米，所述连接面金属纳米线包括以下至少之一或其组合：铜纳米线、银纳米线、镍纳米线、锡纳米线。

6.根据权利要求5所述的电子元件的封装方法，其特征在于，所述第一连接面金属纳米线包括铜纳米线，所述第二连接面金属纳米线包括以下至少之一或其组合：银纳米线、镍纳米线、锡纳米线，所述第二连接面金属纳米线的生长密度为100根/平方毫米至2500根/平方毫米，所述第一连接面金属纳米线的生长密度为所述第二连接面金属纳米线的生长密度的1.2倍至1.5倍。

7.根据权利要求6所述的电子元件的封装方法，其特征在于，所述连接面之上包括：

第一生长区域；

第二生长区域，设于所述第一生长区域之中；

第三生长区域，设于所述第二生长区域之中；

其中，所述第一生长区域、所述第二生长区域和所述第三生长区域同心设置，所述第一连接面金属纳米线生长于所述第二生长区域之中，所述第二连接面金属纳米线生长于所述第一生长区域和所述第三生长区域之中。

8.根据权利要求7所述的电子元件的封装方法，其特征在于，

所述第一生长区域、所述第二生长区域和所述第三生长区域的面积相加之和为所述芯片的面积的70％至100％。

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