CN112077479A - 一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊膏技术领域，特别是半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：松香20‑30份、高沸点溶剂20‑30份、低沸点溶剂4‑15份、触变剂2‑4份、抗氧剂1‑3份、活化剂19.5‑25份、单层石墨烯0.3‑0.5份。本发明提出的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏可解决锡膏活性低，焊点内部有气隙，焊接后强度不足的问题。

Description

一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏
技术领域
本发明属于焊膏技术领域，特别是半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏。
背景技术
半导体器件是电子产品的主要和重要组成部分,通常所指的半导体组装，可定义为：利用膜技术及微细连接技术将半导体芯片和框架或基板或塑料薄片或印刷线路板中的导体部分连接以便引出接线引脚，并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺技术。
现有技术中，由于焊膏活性低，溶解能力较弱，锡膏流动性弱，容易造成焊接不良并造成气隙，焊接后强度明显不足。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏可解决锡膏活性低，焊点内部有气隙，焊接后强度不足的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，所述半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香20-30份、
高沸点溶剂20-30份、
低沸点溶剂4-15份、
触变剂2-4份、
抗氧剂1-3份、
活化剂19.5-25份、
单层氧化石墨烯分散液0.3-0.5份。
作为优选的，所述高沸点溶剂包括2-乙基-1,3-己二醇、二甘醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三甘醇丁醚、三丙二醇丁醚中的一种或多种。
作为优选的，所述低沸点溶剂包括异丙醇、异丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚、硝基乙烷中的一种或多种。
作为优选的，所述活化剂二元酸及醇类溶剂，所述二元酸在活化剂中的重量百分比7-12%，所述醇类溶剂在所述活化剂中的重量百分比为88-93％。
作为优选的，所述二元酸在活化剂中的重量百分比8.23%，所述醇类溶剂在所述活化剂中的重量百分比为91.77％。
作为优选的，所述醇类溶剂为以下中至少 一种：二乙二醇辛醚、二乙二醇己醚、2-乙基-1,3-己二醇、三乙二醇丙醚、乙二醇苯醚。
作为优选的，所述抗氧剂为抗氧剂BHT,245中的一种或两种。
作为优选的，所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
使用本发明的有益效果是：
本复合式焊膏，在在焊接初期，利用石墨烯导热性能优异的特点，迅速在将焊膏内部表面的热量传递到焊膏内部，同时加热半导体芯片基板，通过低沸点溶剂熔点较低的特点，在焊接初期焊膏内部形成孔洞。在焊接后期焊膏内部产生的气体可通过孔洞排出焊膏，在焊接完成后，焊膏内框空隙坍塌，不容易留有气隙。石墨烯具有优良的导电性能、力学性能和单片层结构，不影响焊点导电性能以及强度，同时焊点中不会产生内应力集中。
附图说明
图1为现有技术中使用一般焊膏焊接初期低温状态急冷后的焊点界面处微观组织图。
图2为本发明半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏焊接初期低温状态急冷后的焊点界面处微观组织图。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香20-30份、
高沸点溶剂20-30份、
低沸点溶剂4-15份、
触变剂2-4份、
抗氧剂1-3份、
活化剂19.5-25份、
单层氧化石墨烯分散液0.3-0.5份。
高沸点溶剂包括2-乙基-1,3-己二醇、二甘醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三甘醇丁醚、三丙二醇丁醚中的一种或多种。
低沸点溶剂包括异丙醇、异丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚、硝基乙烷中的一种或多种。
活化剂二元酸及醇类溶剂，二元酸在活化剂中的重量百分比7-12%，醇类溶剂在活化剂中的重量百分比为88-93％。
二元酸在活化剂中的重量百分比8.23%，醇类溶剂在活化剂中的重量百分比为91.77％。
醇类溶剂为以下中至少 一种：二乙二醇辛醚、二乙二醇己醚、2-乙基-1,3-己二醇、三乙二醇丙醚、乙二醇苯醚。
抗氧剂为抗氧剂BHT,245中的一种或两种。
触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
实施例1
一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香21份、2-乙基-1,3-己二醇21份、异丙醇5份、氢化蓖麻油2.2份、抗氧剂BHT 1.5份、硫2份、二乙二醇辛醚20份、单层氧化石墨烯分散液0.3份。
实施例2
一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香22份、二甘醇丁醚23份、乙二醇单甲醚7份、聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油2.2份、抗氧剂BHT 1.5份、硫2份、二乙二醇辛醚19份、单层氧化石墨烯分散液0.3份。
实施例3
一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香25份、二乙二醇辛醚26份、乙二醇单乙醚8份、乙撑双硬脂酰胺2.3份、抗氧剂BHT1.7份、硫2份、二乙二醇辛醚18份、单层氧化石墨烯分散液0.4份。
实施例4
一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，以重量份数计算，半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香27份、三丙二醇丁醚29、硝基乙烷13份、乙撑双硬脂酰胺2.3份、抗氧剂BHT 1.7份、硫2份、二乙二醇辛醚22份、单层氧化石墨烯分散液0.5份。
一般焊膏焊接初期低温状态通过氮气急冷，焊点界面处微观组织如图1所示。在焊接初期，焊膏的组织外部被紧密，没有气孔，致使焊接过程中焊点内部气体无法排出。
本发明半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏焊接初期低温状态通过氮气急冷，急冷后的焊点界面处微观组织如图2所示。在焊接初期，因单层氧化石墨烯分散液中石墨烯导热能力强，低沸点溶剂快速升温气化，在焊点形成气孔，焊接过程中，焊点内部的气体可通过气孔排出，避免焊点焊接完成冷却后内部形成气隙。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：以重量份数计算，所述半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏包括以下组分：
松香20-30份、
高沸点溶剂20-30份、
低沸点溶剂4-15份、
触变剂2-4份、
抗氧剂1-3份、
活化剂19.5-25份、
单层石墨烯0.3-0.5份。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述高沸点溶剂包括2-乙基-1,3-己二醇、二甘醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三甘醇丁醚、三丙二醇丁醚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述低沸点溶剂包括异丙醇、异丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚、硝基乙烷中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述活化剂为二元酸及醇类溶剂，所述二元酸在活化剂中的重量百分比7-12%，所述醇类溶剂在所述活化剂中的重量百分比为88-93％。
5.根据权利要求4所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述二元酸在活化剂中的重量百分比8.23%，所述醇类溶剂在所述活化剂中的重量百分比为91.77％。
6.根据权利要求4所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述醇类溶剂为以下中至少 一种：二乙二醇辛醚、二乙二醇己醚、2-乙基-1,3-己二醇、三乙二醇丙醚、乙二醇苯醚。
7.根据权利要求1所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂BHT,245中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的半导体芯片封装用石墨烯复合式焊膏，其特征在于：所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种。
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