KR20220003612A - 소결-준비된 은 필름 - Google Patents

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KR20220003612A
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KR
South Korea
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carrier
silver film
layer
substrate
sinter
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Application number
KR1020217039677A
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English (en)
Inventor
오스카 카셀레브
매튜 제임스 지벤휘너
모니르 부라다
마이크 마르치
칼 빌그린
Original Assignee
알파 어셈블리 솔루션스 인크.
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Abstract

조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)를 제조하는 방법으로서,
a) 설계된 개구(5)를 포함하는 캐리어(2)를 생성하는 단계;
b) 설계된 개구(5) 내로 은 필름 층(7)을 캐스팅하는 단계, 예를 들어 은 페이스트를 캐스팅하는 단계; 및
c) 캐리어(2) 및 은 필름 층(7)을 건조시켜 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)를 형성하는 단계를 포함하는, 방법. 캐리어(2)는 플라스틱 캐리어를 포함할 수 있으며, 이 플라스틱 캐리어는, 플라즈마 접합 공정을 사용하여 또는 온도 안정성 접착제를 사용하여, 2개의 플라스틱 필름을 영구적으로 접합시킴으로써 생성될 수 있다. 캐리어(2)는 스텐실 층(3) 및 배킹 층(4)을 포함할 수 있다. 스텐실 층(3)은 설계된 개구(5)를 한정할 수 있다. 배킹 층(4)은 설계된 개구(5)의 저부를 밀봉하도록 구성될 수 있으며, 여기서 단계 b)의 시작 시에, 설계된 개구(5)의 상부는 캐스팅된 은 필름 층(7)을 수용하기 위해 개방될 수 있다. 기판(10)에 대한 조합된 소결-준비된 은은
a) 설계된 개구(5)를 포함하는 캐리어(2) 및 설계된 개구(5) 내로 캐스팅된 은 필름 층(7)을 포함하는 유형의 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)를, 은 필름 층(7)이 아래를 향하도록, 기판(10)의 상부에 위치시키는 단계;
b) 라미네이션에 의해 은 필름 층(7)을 기판(10) 상으로 전사하는 단계;
c) 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)의 캐리어(2)를 제거하는 단계;
d) 컴포넌트(22)를 전사된 은 필름 층(7)과 접촉하도록 기판(10) 상에 배치하여 조립체를 형성하는 단계; 및
e) 조립체를 소결시켜 컴포넌트(22)와 기판(10) 사이에 은 결합부를 생성하는 단계를 포함한다. 컴포넌트(22)를 기판(10)에 조립하는 방법의 단계 b)에서, 라미네이션은 3 내지 8 MPa, 선택적으로 3 내지 6 MPa, 선택적으로 8 MPa의 압력, 및 130 내지 150℃, 선택적으로 130℃의 온도하에서 라미네이션 프레스(11+12)를 사용한다. 이 방법의 단계 e)에서, 소결은 10 MPa의 압력 및 250℃의 온도에서 이루어진다.

Description

소결-준비된 은 필름
본 명세서는 전기 또는 기계 컴포넌트를 결합하는 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 전자 컴포넌트 및 관련 디바이스를 회로 보드 상에 부착하는 방법에 관한 것이다.
다이를 부착하는 데 사용될 수 있는 소결-준비된 은 필름(sinter-ready silver film)은 나노-은 분말의 물리적 특성과 화학적 조성을 조합하여, 다양한 전자 디바이스의 결합이 열 및 전기 전도성 인터페이스를 생성할 수 있게 하는 제품으로 되게 한다.
US20120114927A1호는, 그의 요약서에 따르면, 멀티칩 및 단일 컴포넌트의 다이 부착을 위한 방법이 기판 상에 또는 다이의 배면 상에 소결 페이스트를 인쇄하는 것을 수반할 수 있음을 언급한다. 인쇄는 스텐실 인쇄, 스크린 인쇄, 또는 디스펜싱 공정을 수반할 수 있다. 페이스트는 다이싱 전에 전체 웨이퍼의 배면 상에, 또는 개개의 다이의 배면 상에 인쇄될 수 있다. 소결 필름이 또한 제조되고 웨이퍼, 다이 또는 기판으로 전사될 수 있다. 소결후 단계가 스루풋(throughput)을 증가시킬 수 있다.
제1 태양에서, 본 개시는 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(carrier)를 제조하는 방법으로서,
a) 설계된 개구를 포함하는 캐리어를 생성하는 단계;
b) 설계된 개구 내로 은 필름 층을 캐스팅(casting)하는 단계; 및
c) 캐리어 및 은 필름 층을 건조시켜 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 형성하는 단계를 포함하는, 방법을 제공한다.
본 방법은
d) 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 산업적 사용을 위해 준비된 개개의 시트로 롤링(rolling)하거나 절단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 캐리어는 플라스틱 캐리어를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 캐리어는 2개의 플라스틱 필름을 영구적으로 접합시킴으로써 생성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 2개의 플라스틱 필름은 플라즈마 접합 공정을 사용하여 접합될 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 2개의 플라스틱 필름은 온도 안정성 접착제를 사용하여 접합될 수 있다.
캐리어는 스텐실 층(stencil layer) 및 배킹 층(backing layer)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층은 설계된 개구를 한정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층은 100 내지 200 마이크로미터, 선택적으로 150 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스텐실 층은 PET 필름을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층은 설계된 개구를 생성하도록 다이 커팅될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 설계된 개구는 직사각형 또는 정사각형일 수 있다.
배킹 층은 설계된 개구의 저부를 밀봉하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배킹 층은 50 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 배킹 층은 PET 필름을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배킹 층은 산소 플라즈마로 전처리될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층과 배킹 층은 라미네이터 프레스(laminator press)를 사용하여, 선택적으로 5 MPa의 압력하에서 그리고 150℃의 온도에서, 접합될 수 있다.
단계 b)의 시작 시에, 설계된 개구의 상부는 캐스팅된 은 필름 층을 수용하기 위해 개방될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 은 필름 층을 캐스팅하는 단계는 은 페이스트를 캐스팅하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 단계 b)에서의 은 필름 층은 용매를 포함할 수 있다. 단계 c) 후에, 용매의 양은 감소되고, 용매는 바람직하게는 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어에 실질적으로 존재하지 않는다. 그러나, 용매의 얼마간의 잔존물이 남아 있을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 캐리어 및 은 필름 층을 건조시켜 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 형성하는 단계는 오븐 안에서, 선택적으로 130℃에서 20분 동안, 수행될 수 있다.
제2 태양에서, 본 개시는 설계된 개구를 포함하는 캐리어 및 설계된 개구 내로 캐스팅된 은 필름 층을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 제공한다.
몇몇 실시예에서, 캐리어는 플라스틱 캐리어를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 캐리어는 2개의 영구적으로 접합된 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
캐리어는 스텐실 층 및 배킹 층을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층은 설계된 개구를 한정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층은 100 내지 200 마이크로미터, 선택적으로 150 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스텐실 층은 PET 필름을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 설계된 개구는 직사각형 또는 정사각형일 수 있다.
배킹 층은 설계된 개구의 저부를 밀봉할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배킹 층은 50 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 배킹 층은 PET 필름을 포함할 수 있다.
은 필름 층은 은 페이스트를 캐스팅하는 것으로부터 형성될 수 있다. 은 필름 층은 캐스팅될 때 용매를 포함할 수 있다.
제3 태양에서, 본 개시는 컴포넌트를 기판에 조립하는 방법으로서,
a) 설계된 개구를 포함하는 캐리어 및 설계된 개구 내로 캐스팅된 은 필름 층을 포함하는 유형의 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를, 은 필름 층이 아래를 향하도록, 기판의 상부에 위치시키는 단계;
b) 라미네이션(lamination)에 의해 은 필름 층을 기판 상으로 전사하는 단계;
c) 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어의 캐리어를 제거하는 단계;
d) 컴포넌트를 전사된 은 필름 층과 접촉하도록 기판 상에 배치하여 조립체를 형성하는 단계; 및
e) 조립체를 소결시켜 컴포넌트와 기판 사이에 은 결합부를 생성하는 단계를 포함하는, 방법을 제공한다.
몇몇 실시예에서, 단계 b)에서, 라미네이션은 3 내지 8 MPa, 선택적으로 3 내지 6 MPa, 선택적으로 8 MPa의 압력, 및 130 내지 150℃, 선택적으로 130℃의 온도하에서 라미네이션 프레스를 사용할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 단계 e)에서, 소결은 10 MPa의 압력 및 250℃의 온도에서 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 기판은 직접 접합 구리(direct bonded copper, DBC), 리드-프레임(lead-frame), 클립(clip) 또는 클립 어레이(clip array), 웨이퍼, 또는 전자 디바이스의 조립에 사용되고 금속화된 표면을 갖는 임의의 다른 부품을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 컴포넌트는 Si 또는 SiC 디바이스 및/또는 다이를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어는 전술된 제2 태양에서 한정된 바와 같은 것일 수 있다.
제4 태양에서, 본 개시는 소결된 은 결합부에 의해 함께 결합된 컴포넌트와 기판의 조립체로서, 조립체는 전술된 제3 태양의 방법에 의해 얻을 수 있는, 컴포넌트와 기판의 조립체를 제공한다.
이제 본 개시의 하나 이상의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 본 개시에 따른 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어의 제조 공정의 개략적 예시.
도 2a 및 도 2b는 라미네이션 공정의 개략적 예시.
도 3a는 정사각형 개구를 갖는, PET 필름으로 형성된, 캐리어의 사진.
도 3b는 개구 내로의 은 필름 층의 캐스팅 후의 도 3a의 캐리어의 사진.
도 3c는 은 필름 층의 평탄도 프로파일을 도시하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 개시에 따른 패턴화된 은 필름으로 라미네이팅된 직접 접합 구리(DBC) 기판을 도시하는 도면.
도 5는 도 4a 및 도 4b의 은 필름 상에 배치되고 DBC 기판에 소결된 다이를 보여주는 사진.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 청구된 주제가 속하는 기술 분야에서 숙련된 독자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 전술한 본 개시의 요약 및 하기의 예는 단지 예시적이고 설명적인 것일 뿐이며 청구된 임의의 주제를 제한하는 것이 아님이 이해되어야 한다.
하기의 설명은 본 개시의 실시예들에 관한 것이다. 실시예의 설명은 첨부된 청구범위에서 청구되는 본 개시의 모든 가능한 실시예를 포함하도록 의도되지 않는다. 하기의 실시예에서 명시적으로 언급되지 않는 많은 수정, 개선 및 등가물이 첨부된 청구범위의 범위에 속할 수 있다. 하나의 실시예의 일부로서 설명된 특징부는, 문맥이 명확하게 달리 요구하지 않는 한, 하나 이상의 다른 실시예의 특징부들과 조합될 수 있다.
소정의 경우에, 소결-준비된 은 필름을 사용하는 바람직한 방법은 직접 접합 구리(DBC), 리드-프레임 또는 클립과 같은 기판 상에 그것을 라미네이팅하는 것이다. 본 개시는 기판의 특정 영역 상에 선택적 라미네이션을 제공하도록 고유하게 패턴화된 은 필름을 형성하기 위한 기존의 소결 필름 기술의 확장을 설명한다. 본 공정은 소결 공정을 통한 다양한 전력 모듈 및 개별 패키지들의 대량 제조에 적합하다. 본 공정은 소결 가능한 은 필름의 능력 및 특수한 패턴화 공정을 이용하여 컴포넌트들의 정확한 위치설정 및 신뢰성 있는 연결을 보장한다.
도 1a 내지 도 1c는 패턴화 공정의 개략적 예시를 도시한다. 먼저, 2개의 플라스틱 필름(3, 4)을 영구적으로 접합시킴으로써 캐리어(2)가 생성된다. 몇몇 실시예에서, 캐리어(2)는 함께 접합된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 2개의 층으로 구성될 수 있다.
2개의 플라스틱 필름은 도 1a에 도시된 바와 같이 스텐실 층(3) 및 배킹 층(4)을 포함할 수 있다. 스텐실 층(3)은 '층 1'로 지칭될 수 있고 배킹 층(4)은 '층 2'로 지칭될 수 있다.
상부 플라스틱 필름, 즉 스텐실 층(3)은 원하는 패턴 설계에 따라 개구/구멍(5)을 형성하도록 미리 관통 절단된다. 개구/구멍(5)은 또한 설계된 개구(5)로 지칭될 수 있다. 스텐실 층(3)의 몸체가 도 1a에서 숫자 6으로 참조 표시되어 있다. 구멍(5)은 스텐실 층(3)을 통해 스탬핑(stamping)될 수 있다. 개구/구멍(5)은 정사각형이거나, 직사각형이거나, 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 스텐실 층(3)은 PET로 형성될 수 있고, 100 내지 200 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 캐리어(2)의 스텐실 층(3)은 13x13 ㎟의 정사각형 개구/구멍(5)을 생성하도록 다이 커팅된 150 마이크로미터 두께의 PET 필름으로 구성된다.
하부 플라스틱 필름, 즉 배킹 층(4)은 PET로 형성될 수 있고, 50 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 배킹 층(4)은 롤 상의 PET 필름으로부터 형성될 수 있다.
스텐실 층(3)과 배킹 층(4)은 도 1b에 도시된 바와 같은 캐리어(2)를 형성하기 위해 종래의 플라즈마 접합 공정을 사용하여 또는 온도 안정성 접착제를 사용하여 함께 접합된다. 캐리어(2)의 비제한적인 예가 도 3a에 도시되어 있다.
몇몇 실시예에서, 산소 플라즈마 전처리가 배킹 층(4), 또는 스텐실 층(3) 및 배킹 층(4) 둘 모두에 대해 수행될 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 산소 플라즈마 전처리는 10분 동안 산소 플라즈마로 행해진다.
몇몇 실시예에서, 스텐실 층(3)과 배킹 층(4)은 압력 및 온도하에서 함께 접합될 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 접합은 5 MPa의 압력하에서 그리고 150℃의 온도에서 라미네이터 프레스를 사용하여 수행된다.
일단 캐리어(2)가 형성되면, 특수한 은 페이스트가 캐리어(2)의 개구/구멍(5) 내로 캐스팅된다. 은 페이스트는 용매를 포함할 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 은 페이스트는 미국 뉴저지주 서머셋 소재의 맥더미드 알파-어셈블리 솔루션즈(MacDermid Alpha - Assembly Solutions)로부터 입수 가능한 아르고맥스(Argomax)(등록상표) 페이스트일 수 있다.
은 페이스트를 갖는 캐리어(2)가 오븐 안에서 건조되어 도 1c에 도시된 바와 같은 소결-준비된 은 필름(7)의 패턴을 형성한다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 캐리어(2) 및 은 페이스트는 130℃에서 20분 동안 건조되었다. 건조 단계는 은 페이스트로부터 용매의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 건조 단계가 완료된 후에, 용매의 양은 감소되고, 용매는 바람직하게는 소결-준비된 은 필름(7)에 실질적으로 존재하지 않는다. 그러나, 용매의 얼마간의 잔존물이 남아 있을 수 있다.
캐리어(2)와 소결-준비된 은 필름(7)은 함께 본 개시에서 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)로 지칭된다. 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)는 산업적 사용을 위해 준비되도록 개개의 시트들로 롤링되거나 절단될 수 있다. 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)의 비제한적인 예가 도 3b에 도시되어 있다.
하나의 비제한적인 실시예에서, 도 3c의 평탄도 프로파일에 나타내어진 바와 같이, 소결-준비된 은 필름(7)의 은 필름 두께는 약 100 마이크로미터였고 전체 패턴에 걸쳐 균일하였다.
응용에서 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)를 사용하기 위해, 패턴화된 소결-준비된 은 필름(7)은 기판(10)에 라미네이팅된다. 기판(10)은 DBC, 리드-프레임, 클립 또는 클립 어레이, 웨이퍼, 또는 전자 디바이스들의 조립에 사용되고 금속화된 표면을 갖는 임의의 다른 부품일 수 있다. 일단 소결-준비된 은 필름(7)이 기판(10)에 라미네이팅되면, 부품은 소결 공정을 사용하여 조립할 준비가 된다.
예시적인 라미네이션 공정이 도 2a 및 도 2b에 개략적으로 도시되어 있다. 라미네이션은 도 2a에 개략적으로 도시된 라미네이션 프레스를 사용하여 수행될 수 있다. 라미네이션 프레스는 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1) 및 기판(10)에 압축 압력을 인가하는 데 사용되는 상부 플래튼(platen)(11) 및 하부 플래튼(12)을 포함할 수 있다. 상부 플래튼(11) 및 하부 플래튼(12)은 130℃로 가열될 수 있다.
흑연 시트(13)가 상부 플래튼(11)과 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1) 사이에 개재될 수 있다. 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)는 소결-준비된 은 필름(7)이 아래를 향하는 상태로 기판(10)(예를 들어, DBC)의 상부에 위치된다. 소결-준비된 은 필름(7)은, 도 2b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 5 MPa의, 대안적으로 8 MPa의 압력하에서, 그리고 130℃의 온도에서 라미네이션 프레스 안에서 캐리어(2)로부터 기판(10) 상으로 전사된다. 소결-준비된 은 필름(7)으로 라미네이팅된 결과적인 기판(10)(이 예에서 DBC)의 비제한적인 예가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다.
이어서 은 결합부를 형성하도록 소결-준비된 은 필름을 소결시킴으로써 컴포넌트가 기판(10)에 결합될 수 있다. 다이(22)가 라미네이팅된 소결-준비된 은 필름(7) 상에 장착되고 10 MPa 및 250℃에서 소결 프레스 안에서 기판(10)에 소결된, 도 5에 도시된 비제한적인 예.
산업상 이용 가능성
패턴화된 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)는 설계된 개구(5)를 갖는 플라스틱 캐리어(2), 및 개구(5) 내로 캐스팅된 소결-준비된 은 필름 층(7)으로 구성될 수 있다. 소결-준비된 은 필름(7)의 패턴의 레이아웃은 유리하게는 조립될 전자 디바이스의 설계에 의해 정해진다. 패턴화된 소결-준비된 은 필름(7)은 2-단계 공정의 제조에 사용된다. 제1 단계에서, 소결-준비된 은 필름(7)은 3 내지 6 MPa의 전형적인 압력에서 그리고 130 내지 150℃의 온도에서 라미네이션에 의해 캐리어(2)로부터 기판(10) 상으로 전사된다. 사용되는 전형적인 기판은 Si 또는 SiC 디바이스를 갖는 세라믹 DBC, 리드-프레임, 클립 및 웨이퍼이다. 제2 단계에서, 컴포넌트들이 기판(10) 상에 배치되고, 조립체는 10 MPa의 전형적인 압력에서 그리고 250℃의 온도에서 소결되어 매우 신뢰할 수 있는 은 결합부를 생성한다. 유리하게도, 본 공정은 전력 모듈, 개별 컴포넌트 및 다양한 다른 디바이스의 대량 제조에 매우 적합하다.
본 개시의 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어(1)는 유리하게도 기존의 제조 설비 및 공정에 맞도록 위치되어 대량 제조를 가능하게 할 수 있다. 일례에서, 소결-준비된 은 필름(7)이 개개의 다이 또는 웨이퍼에 라미네이팅되고 뒤이어 다이싱이 이어질 수 있다. 이어서 라미네이팅된 다이가 기판 상에 배치되고 인가된 열 및 압력하에서 소결될 수 있다. 다이와 기판 사이의 결과적인 결합부는 아래에 나타내어진 구조 및 특성을 갖는 금속 은이다:
전형적인 아르고맥스(등록상표) 결합부
조성: 소결된 은 입자
밀도: 85 내지 95%
열전도율: 대략 200 WmK
전기 전도율: 대략 3 μΩ.cm
영률(Young's Modulus): 대략 20 GPa
본 개시의 조합된 소결-준비된 은 필름 및 캐리어(1)는 전기 및 자동차 용품을 위한 대면적 사이리스터(thyristor) 및 전력 모듈부터 모바일 기술 및 LED 조명을 위한 소형 개별 컴포넌트까지 매우 다양한 디바이스 및 응용에서 컴포넌트의 부착에 사용될 수 있다. 본 기술은 전통적인 결합 기법에 비해 전력 또는 광 출력 또는 신뢰성을 5배 내지 30배 넘게 증가시킴으로써 기존 디바이스의 성능을 개선할 수 있다. 본 필름은 기존의 기술로는 달성할 수 없는 전기 효율을 생성하는 새로운 고온 SiC 및 GaN 반도체 및 새로운 디바이스 설계의 사용을 가능하게 한다.
본 개시의 추가 태양들이 하기 항목들에 제시되어 있다.
항목들:
항목 1. 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 제조하는 방법으로서,
a) 설계된 개구를 포함하는 캐리어를 생성하는 단계;
b) 설계된 개구 내로 은 필름 층을 캐스팅하는 단계; 및
c) 캐리어 및 은 필름 층을 건조시켜 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 2. 항목 1에 있어서,
d) 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 산업적 사용을 위해 준비된 개개의 시트로 롤링하거나 절단하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
항목 3. 항목 1 또는 항목 2에 있어서, 캐리어는 플라스틱 캐리어를 포함하는, 방법.
항목 4. 항목 1 내지 항목 3 중 어느 한 항목에 있어서, 캐리어는 2개의 플라스틱 필름을 영구적으로 접합시킴으로써 생성되는, 방법.
항목 5. 항목 4에 있어서, 2개의 플라스틱 필름은 플라즈마 접합 공정을 사용하여 접합되는, 방법.
항목 6. 항목 4에 있어서, 2개의 플라스틱 필름은 온도 안정성 접착제를 사용하여 접합되는, 방법.
항목 7. 항목 1 내지 항목 6 중 어느 한 항목에 있어서, 캐리어는 스텐실 층 및 배킹 층을 포함하는, 방법.
항목 8. 항목 7에 있어서, 스텐실 층은 설계된 개구를 한정하는, 방법.
항목 9. 항목 7 또는 항목 8에 있어서, 스텐실 층은 100 내지 200 마이크로미터, 선택적으로 150 마이크로미터의 두께를 갖는, 방법.
항목 10. 항목 7 내지 항목 9 중 어느 한 항목에 있어서, 스텐실 층은 PET 필름을 포함하는, 방법.
항목 11. 항목 7 내지 항목 10 중 어느 한 항목에 있어서, 스텐실 층은 설계된 개구를 생성하도록 다이 커팅되는, 방법.
항목 12. 항목 7 내지 항목 11 중 어느 한 항목에 있어서, 설계된 개구는 직사각형 또는 정사각형인, 방법.
항목 13. 항목 7 내지 항목 12 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 설계된 개구의 저부를 밀봉하도록 구성되는, 방법.
항목 14. 항목 7 내지 항목 13 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 50 마이크로미터의 두께를 갖는, 방법.
항목 15. 항목 7 내지 항목 14 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 PET 필름을 포함하는, 방법.
항목 16. 항목 7 내지 항목 15 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 산소 플라즈마로 전처리되는, 방법.
항목 17. 항목 7 내지 항목 16 중 어느 한 항목에 있어서, 스텐실 층과 배킹 층은 라미네이터 프레스를 사용하여, 선택적으로 5 MPa의 압력하에서 그리고 150℃의 온도에서, 접합되는, 방법.
항목 18. 항목 7 내지 항목 17 중 어느 한 항목에 있어서, 단계 b)의 시작 시에, 설계된 개구의 상부는 캐스팅된 은 필름 층을 수용하기 위해 개방되는, 방법.
항목 19. 항목 1 내지 항목 18 중 어느 한 항목에 있어서, 은 필름 층을 캐스팅하는 단계는 은 페이스트를 캐스팅하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 20. 항목 1 내지 항목 19 중 어느 한 항목에 있어서, 은 필름 층은 용매를 포함하는, 방법.
항목 21. 항목 1 내지 항목 20 중 어느 한 항목에 있어서, 캐리어 및 은 필름 층을 건조시켜 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 형성하는 단계는 오븐 안에서, 선택적으로 130℃에서 20분 동안, 수행되는, 방법.
항목 22. 설계된 개구를 포함하는 캐리어 및 설계된 개구 내로 캐스팅된 은 필름 층을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 23. 항목 22에 있어서, 캐리어는 플라스틱 캐리어를 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 24. 항목 22 또는 항목 23에 있어서, 캐리어는 2개의 영구적으로 접합된 플라스틱 필름을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 25. 항목 22 내지 항목 24 중 어느 한 항목에 있어서, 캐리어는 스텐실 층 및 배킹 층을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 26. 항목 25에 있어서, 스텐실 층은 설계된 개구를 한정하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 27. 항목 25 또는 항목 26에 있어서, 스텐실 층은 100 내지 200 마이크로미터, 선택적으로 150 마이크로미터의 두께를 갖는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 28. 항목 25 내지 항목 27 중 어느 한 항목에 있어서, 스텐실 층은 PET 필름을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 29. 항목 25 내지 항목 28 중 어느 한 항목에 있어서, 설계된 개구는 직사각형 또는 정사각형인, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 30. 항목 25 내지 항목 29 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 설계된 개구의 저부를 밀봉하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 31. 항목 25 내지 항목 30 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 50 마이크로미터의 두께를 갖는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 32. 항목 25 내지 항목 31 중 어느 한 항목에 있어서, 배킹 층은 PET 필름을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 33. 항목 22 내지 항목 32 중 어느 한 항목에 있어서, 은 필름 층은 은 페이스트를 캐스팅하는 것으로부터 형성되는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 34. 항목 22 내지 항목 33 중 어느 한 항목에 있어서, 은 필름 층은 캐스팅될 때 용매를 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
항목 35. 컴포넌트를 기판에 조립하는 방법으로서,
a) 설계된 개구를 포함하는 캐리어 및 설계된 개구 내로 캐스팅된 은 필름 층을 포함하는 유형의 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를, 은 필름 층이 아래를 향하도록, 기판의 상부에 위치시키는 단계;
b) 라미네이션에 의해 은 필름 층을 기판 상으로 전사하는 단계;
c) 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어의 캐리어를 제거하는 단계;
d) 컴포넌트를 전사된 은 필름 층과 접촉하도록 기판 상에 배치하여 조립체를 형성하는 단계; 및
e) 조립체를 소결시켜 컴포넌트와 기판 사이에 은 결합부를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 36. 항목 35에 있어서, 단계 b)에서, 라미네이션은 3 내지 8 MPa, 선택적으로 3 내지 6 MPa, 선택적으로 8 MPa의 압력, 및 130 내지 150℃, 선택적으로 130℃의 온도하에서 라미네이션 프레스를 사용하는, 방법.
항목 37. 항목 35 또는 항목 36에 있어서, 단계 e)에서, 소결은 10 MPa의 압력 및 250℃의 온도에서 이루어지는, 방법.
항목 38. 항목 35 내지 항목 37 중 어느 한 항목에 있어서, 기판은 직접 접합 구리(DBC), 리드-프레임, 클립 또는 클립 어레이, 웨이퍼, 또는 전자 디바이스의 조립에 사용되고 금속화된 표면을 갖는 임의의 다른 부품을 포함하는, 방법.
항목 39. 항목 35 내지 항목 38 중 어느 한 항목에 있어서, 컴포넌트는 Si 또는 SiC 디바이스 및/또는 다이를 포함하는, 방법.
항목 40. 항목 35 내지 항목 39 중 어느 한 항목에 있어서, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어는 항목 22 내지 항목 34 중 어느 한 항목에서 한정된 바와 같은 것인, 방법.
항목 41. 소결된 은 결합부에 의해 함께 결합된 컴포넌트와 기판의 조립체로서, 조립체는 항목 35 내지 항목 40 중 어느 한 항목의 방법에 의해 얻을 수 있는, 컴포넌트와 기판의 조립체.
본 개시의 도면 및 설명 중 적어도 일부는 본 개시의 명확한 이해를 위해 관련 있는 요소들에 초점을 맞추도록 단순화되었고, 한편, 명료함을 위해, 본 기술 분야에서 숙련된 독자가 인식할 다른 요소들의 제거가 또한 요구될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러한 요소들은 본 기술 분야에서 숙련된 독자에게 잘 알려져 있기 때문에, 그리고 그것들이 반드시 본 개시의 더 나은 이해를 가능하게 하지는 않기 때문에, 그러한 요소들의 설명은 본 명세서에서 제공되지 않는다.

Claims (20)

  1. 조합된 소결-준비된 은 필름(sinter-ready silver film)과 캐리어(carrier)를 제조하는 방법으로서,
    a) 설계된 개구를 포함하는 캐리어를 생성하는 단계;
    b) 상기 설계된 개구 내로 은 필름 층을 캐스팅(casting)하는 단계; 및
    c) 상기 캐리어 및 은 필름 층을 건조시켜 상기 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    d) 상기 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를 산업적 사용을 위해 준비된 개개의 시트로 롤링(rolling)하거나 절단하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캐리어는 2개의 플라스틱 필름을 영구적으로 접합시킴으로써 생성되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어는 스텐실 층(stencil layer) 및 배킹 층(backing layer)을 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 스텐실 층은 상기 설계된 개구를 한정하는, 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 배킹 층은 상기 설계된 개구의 저부를 밀봉하도록 구성되는, 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)의 시작 시에, 상기 설계된 개구의 상부는 상기 캐스팅된 은 필름 층을 수용하기 위해 개방되는, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 은 필름 층을 캐스팅하는 단계는 은 페이스트를 캐스팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 설계된 개구를 포함하는 캐리어 및 상기 설계된 개구 내로 캐스팅된 은 필름 층을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
  10. 제9항에 있어서, 상기 캐리어는 2개의 영구적으로 접합된 플라스틱 필름을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 캐리어는 스텐실 층 및 배킹 층을 포함하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스텐실 층은 상기 설계된 개구를 한정하는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 스텐실 층은 100 내지 200 마이크로미터, 선택적으로 150 마이크로미터의 두께를 갖는, 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어.
  14. 컴포넌트를 기판에 조립하는 방법으로서,
    a) 설계된 개구를 포함하는 캐리어 및 상기 설계된 개구 내로 캐스팅된 은 필름 층을 포함하는 유형의 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어를, 상기 은 필름 층이 아래를 향하도록, 상기 기판의 상부에 위치시키는 단계;
    b) 라미네이션(lamination)에 의해 상기 은 필름 층을 상기 기판 상으로 전사하는 단계;
    c) 상기 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어의 상기 캐리어를 제거하는 단계;
    d) 상기 컴포넌트를 상기 전사된 은 필름 층과 접촉하도록 상기 기판 상에 배치하여 조립체를 형성하는 단계; 및
    e) 상기 조립체를 소결시켜 상기 컴포넌트와 상기 기판 사이에 은 결합부를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 단계 b)에서, 상기 라미네이션은 3 내지 8 MPa, 선택적으로 3 내지 6 MPa, 선택적으로 8 MPa의 압력, 및 130 내지 150℃, 선택적으로 130℃의 온도하에서 라미네이션 프레스(lamination press)를 사용하는, 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 단계 e)에서, 상기 소결은 10 MPa의 압력 및 250℃의 온도에서 이루어지는, 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 직접 접합 구리(direct bonded copper, DBC), 리드-프레임(lead-frame), 클립(clip) 또는 클립 어레이(clip array), 웨이퍼, 또는 전자 디바이스의 조립에 사용되고 금속화된 표면을 갖는 임의의 다른 부품을 포함하는, 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컴포넌트는 Si 또는 SiC 디바이스 및/또는 다이를 포함하는, 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조합된 소결-준비된 은 필름과 캐리어는 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에서 청구된 것인, 방법.
  20. 소결된 은 결합부에 의해 함께 결합된 컴포넌트와 기판의 조립체로서, 상기 조립체는 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻을 수 있는, 컴포넌트와 기판의 조립체.
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