TWI666656B - 燒結粉末 - Google Patents

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Abstract

一種燒結粉末，包含：具有小於10微米的平均最長直徑的微粒，其中至少一些形成該微粒的顆粒包含至少部分塗覆封端劑的金屬。

Description

燒結粉末
本發明係關於燒結粉末、燒結膏及包含該燒結粉末的膜，以及使用該燒結粉末形成的燒結接合。
燒結接合提供了焊接接合的替代方法。典型形成燒結接合的方法牽涉到將金屬粉末(時常處於粉末壓塊的形式)放在兩個待接合的工件之間，然後燒結該金屬粉末。產生的金屬原子之原子擴散在該兩個工件之間形成了結合。
金屬奈米粉末已被用於在電子產業中形成燒結接合，並且被認為是無鉛焊接的有用替代物。奈米材料和相應的塊體材料之間的不同行為被認為是由於奈米材料具有較高的表面對體積比。
含有銀奈米顆粒的燒結粉末是習知的。由銀奈米顆粒的原子擴散所形成的燒結接合可以在明顯低於塊體之熔化溫度的溫度下進行處理，也可用於高溫的應用。潛在的優點，例如高溫穩定性、高導電率和導熱率以及良好的機械性能使得這種燒結粉末可望成為晶粒附接應用的候選者。然而，這種燒結粉末的燒結溫度對於有效使用於大部分的電子應用仍 然太高。
燒結溫度可以藉由在燒結過程中施加外部壓力而被降低。銀膏的壓力輔助低溫燒結已被證明是一種作為晶粒附接方法的熔焊之可行替代方法。高壓的應用已被證明可以明顯降低燒結溫度，並且可以以相對較快的速率實現晶粒附接所需的性質，而在幾分鐘內形成燒結接合。然而，大的外部壓力使該製程的自動化變得困難。此外，應用大的外部壓力可能會導致工件損壞。
將焊膏分配用於各種應用是習知的，但大多數是在波焊或網版印刷不可行時作為替代方法。焊膏可以在各式各樣的表面固定應用上被分配於印刷電路板、積體電路封裝及電子元件連接器上。焊膏的典型問題包括：水滴、跳點及不一致的分配。軟和硬焊料通常在電子產業中被用於晶粒附接和分配。軟焊料很容易在熱循環條件下產生疲勞失效。另一方面，硬焊料和玻璃基質複合物被用來使元件能夠在更高的接面溫度下運作，但是硬焊料和玻璃基質複合物的較高彈性模數和處理溫度會在元件中產生高的機械應力，並且這些材料也具有相對低的導熱率和導電率。
本發明旨在解決至少一些與現有技術相關的問題，或至少提供對現有技術而言商業上可接受的替代解決方案。
本發明提供了一種燒結粉末，包含：具有小於10微米的平均最長直徑的微粒，其中至少一些形成該微粒的顆粒包含至少部分塗覆封端劑的金屬。
本文所定義的每個態樣或實施例可以與任何其他的態樣或實施例組合，除非另有明確的相反指示。特別的是，可以將任何被指示為較佳或有利的特徵與任何其他被指示為較佳或有利的特徵組合。
本文所使用的術語「燒結粉末」可以包括能夠形成燒結接合的粉末。燒結接合係由放置在兩個待接合工件之間的金屬顆粒之原子擴散所形成。術語「燒結粉末」可以包括微粒。該燒結粉末可以包含形狀規則的顆粒(例如球形)或形狀不規則的顆粒(例如細絲、薄板、棒或薄片)。
本文所使用的術語「封端劑」可以包括一種物種，當存在於金屬顆粒的表面上時，該物種減少了金屬顆粒的附聚，使得粒徑能夠在粉末的生產過程中得到控制，並減少顆粒的表面氧化或其他污染。
本發明人意外發現的是，本文所述的燒結粉末可以在低溫下僅施加極低的壓力(通常基本上沒有壓力)來進行燒結。結果，使用該燒結粉末在工件之間形成燒結接合可以對工件造成減少的損壞。此外，因為不需要施加高壓，所以燒結接合的形成可被簡化，並且可以更容易被自動化。
有利的是，使用封端劑可以有助於減少構成微粒的顆粒之附聚。這樣的附聚是不利的，因為可能會提高燒結粉末的燒結溫度。因此，使用封端劑能夠在較低的溫度下在工件之間形成燒結接合，因此可能有助於減少由於曝露於高的燒結溫度而對工件造成的損壞。另外，使用封端劑可以有助於避免金屬退化，例如由於金屬曝露於空氣所造成的損壞。
該微粒具有小於10微米的平均最長直徑。典型地，大部分形成該微粒的顆粒具有小於10微米的最長直徑，更典型地，大體上所有形成該微粒的顆粒具有小於10微米的最長直徑。當形成該微粒的顆粒為球形的，則該最長直徑將是圓球的直徑。當形成該微粒的顆粒為不規則形的，則該最長直徑將是顆粒的最長尺寸。
因為該微粒具有小於10微米的平均最長直徑，所以形成該微粒的顆粒展現出高的表面對體積比。這樣高的表面-對-體積比是特別理想的，因為可以用來降低燒結粉末的燒結溫度。這裡所指的平均最長直徑可以利用X射線繞射使用謝樂公式(Scherrer’s formula)進行計算。
在本文所述的燒結粉末中，至少一些形成該微粒的顆粒包含至少部分塗覆封端劑的金屬。典型地，大多數形成該微粒的顆粒包含至少部分塗覆封端劑的金屬，更典型地，基本上所有形成該微粒的顆粒包含至少部分塗覆封端劑的金屬。典型地，該金屬大體上塗覆有封端劑，更典型地，該金屬完全塗覆封端劑。提高封端劑在金屬顆粒上的覆蓋率可以有助於進一步減少金屬顆粒的附聚，並因此進一步降低燒結溫度。
至少一些形成該微粒的顆粒包含金屬。該顆粒可以全部包含相同的金屬。或者，一些顆粒可以包含不同的金屬。此外，個別的顆粒可以包含兩種或更多種不同的金屬。本文中使用的術語「金屬」可以包括合金。因此，該顆粒可以包含一或多種金屬的一或多種合金。
在燒結製程的過程中，加熱熔化或化學分解封端劑，並破壞金屬原子和封端劑之間的分子鍵結。然後金屬顆粒開始燒結。
封端劑可以是無機及/或有機的。有機封端劑的實例包括聚合物和配位體。較佳的是，封端劑包含胺及/或羧酸酯官能基。這樣的封端劑可以與金屬顆粒形成弱鍵結。因此，打斷該鍵結所需的溫度可以被降低，從而可以有助於降低燒結溫度。在這方面，包含胺官能基的封端劑是特別較佳的。
較佳的是，封端劑包含直鏈烷胺(C6至C18)或支鏈的脂族烷胺。一個較佳的實例是辛胺。辛胺與金屬顆粒形成特別弱的鍵結。此外，辛胺在還原金屬顆粒的附聚是特別有效的。
較佳的是，該微粒具有從1至100nm的平均最長直徑，更佳為從5至75nm的平均最長直徑，甚至更佳為從5至65nm的平均最長直徑。這樣的平均最長直徑在提供高的表面-對-體積比可以是特別有效的。具有小於1nm的平均最長直徑的微粒可能是難以處理的，而且也可能更容易退化。
該微粒可以具有從100nm至10微米的平均最長直徑，較佳為從600nm至1微米的平均最長直徑。較大的粒徑可能需要較少的封端劑，通常基本上沒有封端劑。因此，由於在所得到的接合中殘留的有機物減少，所以電阻率是遠較低的。在本發明的一個態樣中，該微粒具有從100nm至10微米的平均最長直徑，較佳為從600nm至1微米的平均最長直徑，並且不含封端劑。
當該微粒具有在以上指定範圍中的平均最長直徑時，典型上大部分形成該微粒的顆粒具有在該範圍內的最長直徑，更典型地，大體上全部形成該微粒的顆粒具有在該範圍內的最長直徑。
該微粒通常表現出不均勻的粒徑。例如，最大的10%顆粒之平均最長直徑和最小的10%顆粒之平均最長直徑之間的差可以大於20nm，典型地為大於30nm，甚至更典型地為大於60nm，仍然甚至更典型地從60至150nm。不均勻的粒徑可以有助於降低燒結粉末的燒結溫度，這可能是由於顆粒之間大的接觸點。此外，這樣不均勻的粒徑可以有助於提高填充分率。
該金屬較佳包含銀或銀合金。銀具有優異的導電性和導熱性，因此能夠形成具有高導電率及/或導熱率的燒結接合。因此，使用銀金屬使得燒結粉末特別適用於電子應用，例如晶粒附接和微電子封裝。或者，該金屬可以包含其他的金屬，例如銅和金。
該燒結粉末較佳包含多達5重量%的封端劑，更佳為從0.1至3重量%的封端劑，甚至更佳為約1重量%的封端劑。假使該燒結粉末包含多於5重量%的封端劑，則在燒結之前可能需要較高的溫度來熔化封端劑。假使該燒結粉末包含少於0.1重量%的封端劑，則封端劑可能無法充分地覆蓋金屬的表面。這可能導致顆粒的附聚增加，並因此提高燒結溫度。
該微粒較佳包含第一類型的顆粒及第二類型的顆粒，該第一類型的顆粒具有從1至100nm的最長直徑，該第 二類型的顆粒具有從大於100nm至50微米的最長直徑。具有較大直徑的該第二類型顆粒的存在增加了形成該微粒的顆粒之接觸點。這可以產生更好的燒結，並同時改良粉末的形態。因此，使用這樣的粉末所形成的接合之熱循環性能得到了改善。此外，較大的第二類型顆粒通常不需要封端劑。因此，可以減少在燒結粉末中的封端劑總量，從而最少化存在於任何形成的接合中的殘餘有機物。結果，熱傳導率和高溫性能(例如熱循環)得到了改善。
該第一類型的顆粒較佳具有從5至75nm的直徑及/或該第二類型的顆粒具有從大於100nm至20微米的直徑，該第二類型的顆粒更佳為具有從600nm至1微米的直徑。
該微粒較佳包含從81至99重量%的該第一類型的顆粒及從1至19重量%的該第二類型的顆粒，更佳地該微粒包含從85至95重量%的該第一類型的顆粒及5至15重量%的該第二類型的顆粒。這樣的範圍特別適用於提供改良的熱傳導率和熱循環性能的組合以及低的燒結溫度。在較佳的實施例中，該微粒包含約90重量%的該第一類型的顆粒和約10重量%的該第二類型的顆粒。
在特別較佳的實施例中，該燒結粉末包含：具有從1至100nm的平均最大直徑的微粒，其中至少一些形成該微粒的顆粒包含至少部分塗覆直鏈或支鏈脂族胺(較佳為辛胺)的銀。
在進一步的態樣中，本發明提供了使用如本文所述的燒結粉末形成的燒結接合。這樣的燒結接合可以展現出特 別高的強度及/或特別高的導電率和導熱率。此外，該燒結接合可以在熱衝擊之後在剪切強度中展現出非常小的變化，通常基本上在剪切強度中並無變化。
在進一步的態樣中，本發明提供了一種燒結膏，包含：本文所述的該燒結粉末；黏結劑；溶劑；以及選擇性的流變修飾劑及/或活化劑及/或界面活性劑。
該燒結膏可以是可印刷的及/或可分配的及/或可噴射的及/或針可轉移的。該燒結膏可以具有特別有利於分配的黏度和流動特性，意思是該燒結膏可被用於一對一取代焊料。
通常將黏結劑及/或溶劑選擇為使得該黏結劑及/或溶劑能夠在低於燒結粉末的目標燒結溫度的溫度下被從燒結膏去除(例如藉由蒸發及/或燒除)。這可以有助於促進金屬顆粒幾乎完全燒結。當在燒結過程中有機材料仍存在該接合中時，可能會發生金屬顆粒的不適當燒結。這可能會造成弱的燒結接合。
黏結劑可以用來將膏料黏合在一起，使得在需要燒結接合的位置更容易處理和準確定位。適當的黏結劑之實例包括但不限於羥丙基甲基纖維素、甘油三乙酸酯及聚乙酸乙烯酯。較佳的是，黏結劑包含環氧基樹脂。環氧基樹脂可以是對於將膏料黏結在一起特別有效的，使得膏料較容易處理，而且膏料可以更容易被精確定位在需要燒結接合的位 置。此外，使用環氧樹脂可以在燒結之前形成較強的接合，意思是在燒結之前毋需要求將待接合工件固持在一起。使用環氧樹脂特別有利的是在封端劑包含胺官能基時。在這種情況下，胺作為形成交聯結構的固化劑。這可能會在燒結之前產生特別強的接合。
溶劑較佳為包含單萜醇及/或乙二醇及/或乙二醇醚，較佳的是萜品醇及/或三甘醇。單萜醇及/或乙二醇可能是對於在膏料內分散金屬顆粒特別有效的，使得金屬顆粒均勻分佈於有機成分的基質中，並具有減少的團簇聚集及/或附聚。使用單萜醇及/或乙二醇可用以提高燒結膏的流動能力和印刷能力。
可以添加流變修飾劑來控制膏料的黏度。適當的流變修飾劑之實例包括但不限於Thixcin R和Crayvallac Super。
可以添加活化劑來從待印刷的表面去除任何可能存在的金屬氧化物及/或去除任何可能存在於燒結粉末中的氧化物。芳基或烷基羧酸可被用來作為活化劑，例如己二酸、丁二酸及戊二酸中之一或多者。
可以將界面活性劑加入燒結膏中，以幫助將燒結粉末分散於燒結膏中。適當的界面活性劑之實例包括但不限於Disperbyk 163和TritonX 100。
燒結膏較佳包含：從1至15重量%的黏結劑；及/或從1至15重量%的溶劑；及/或多達1重量%的流變修飾劑；及/或 多達1重量%的活化劑；及/或多達6重量%的界面活性劑。
這些範圍內的黏結劑及/或溶劑含量可以有助於提供燒結膏特別理想的流動能力和印刷能力。較佳的是，燒結膏包含從5至8重量%的黏結劑。在一個實施例中，燒結膏包含約6.5重量%的黏結劑。較佳的是，燒結膏包含從5至8重量%的溶劑。在一個實施例中，燒結膏包含約6.5重量%的溶劑。燒結膏可以包含至少0.1重量%的流變修飾劑及/或至少0.1重量%的活化劑及/或至少0.1重量%的界面活性劑。
在進一步的態樣中，本發明提供一種燒結膏，包含：本文所揭示的燒結粉末；有機銀化合物；溶劑；以及選擇性的活化劑及/或流變修飾劑及/或界面活性劑。
在燒結過程中，有機銀化合物可以分解成金屬銀，這可能會增加燒結接合的導熱率。此外，有機銀化合物的存在提高了膏料對接合界面的潤濕性。有機銀化合物可以包含草酸銀、乳酸銀、檸檬酸銀、過氧化銀、新癸酸銀、琥珀酸銀及硬脂酸銀中之一或多者。在一些實施例中，有機銀化合物可以被省略。
燒結膏較佳可進一步包含一或多種脂肪酸，例如為硬脂酸、新癸酸及月桂酸。脂肪酸的存在有助於將膏料黏結在一起。換句話說，脂肪酸的存在避免了不同黏結劑的需求，例如上面所討論的環氧基樹脂黏結劑，因此，膏料中的有機 物總量較少，從而產生較強的最終接合。
燒結膏較佳為進一步包含過氧化物。適當的過氧化物之實例包括但不限於過氧化氫、叔丁基過氧化氫及叔丁基過氧化-2-乙基己酸鹽。過氧化物將氧引入膏料中，這可以在晶粒附接方法中幫助晶粒區域下面的膏料進行燒結。氧也可以使金屬顆粒在惰性氛圍(例如在氮氣氛圍)下進行燒結。燒結膏較佳包含多達3重量%的過氧化氫，較佳為從0.5至2重量%的過氧化氫，更佳為從0.7至1.8重量%的過氧化氫。液體過氧化物是較佳的，以控制流變性和銀沉澱。
燒結膏可以包含成膜劑，例如聚醯胺。
較佳的是，燒結膏實質上不含樹脂，更佳為完全不含樹脂。樹脂的存在可能降低銀的導熱性和導電性。溶劑可以包含碳酸丙烯酯。
燒結膏較佳包含：從1至15重量%的溶劑；及/或多達50重量%的有機銀化合物，較佳為從1至25重量%，更佳為從2至10重量%，甚至更佳為從3至9重量%；及/或多達1重量%的流變修飾劑；及/或多達1重量%的活化劑；及/或多達6重量%的界面活性劑。
燒結膏可以包含至少0.1重量%的流變修飾劑及/或至少0.1重量%的活化劑及/或至少0.1重量%的界面活性劑。
在進一步的態樣中，本發明提供一種燒結膜，該燒結膜包含本文所述的燒結粉末和黏結劑。該膜可以被施加於 晶圓層次、晶粒層次、封裝/基板層次、及/或模組層次。可以例如藉由將本文所述的燒結膏印刷在聚酯片上、加熱該膏料以至少部分去除溶劑並形成膜、然後從聚酯片移除該膜來獲得這樣的膜。本文所述的膜是特別有利的，因為可以在稍微升高的溫度下藉由簡單地將晶粒按壓在該膜上而將該膜轉移至晶粒上。轉移膜是一種替代的應用方法，可被有益地提供於某些情況下。
在進一步的態樣中，本發明提供將本文所述之該燒結粉末或本文所述之該燒結膏或膜使用於選自以下的方法之用途：晶粒附接(例如晶片到電路板、晶片到基板、晶片到散熱片、晶片到固定件)、晶圓與晶圓黏結(如晶片到散熱片)、反射層印刷、密閉和接近密閉的密封(例如用於封裝和周邊密封)及內連線的生產(例如電路、襯墊)，並經由填充半導體元件和基板及倒裝晶片和晶圓凸起。
在進一步的態樣中，本發明提供一種製造燒結接合的方法，包含以下步驟：在兩個或更多個待接合的工件附近提供本文所述之該燒結粉末或本文所述之該燒結膏或膜；以及加熱該燒結粉末或燒結膏或膜，以至少部分地燒結該金屬。
有利的是，該加熱步驟可以在大氣壓力下進行。該燒結粉末或燒結膏或膜可以在低壓下(通常在約175至250℃的溫度下為1-5MPa持續0.1至60秒)被放在工件附近。
該加熱步驟較佳係在至少140℃的溫度下進行，更 佳為從150至350℃，甚至更佳為從160至300℃。低於140℃的溫度可能無法使燒結粉末中的顆粒產生適當燒結及/或可能無法使有機物被蒸發及/或燒除適當去除。高於350℃的溫度可能會導致工件損壞。
在進一步的態樣中，本發明提供一種製造本文所述的燒結粉末的方法，包含以下步驟：提供金屬鹽溶液；使該金屬鹽溶液與封端劑接觸；以及使至少部分塗覆該封端劑的金屬顆粒沉澱。
可以例如藉由過濾來從溶劑中回收沉澱的金屬顆粒。金屬鹽溶液的實例為金屬硝酸鹽溶液。
該沉澱步驟可以使用還原劑進行。還原劑對於使金屬顆粒沉澱特別有效。特別適合的還原劑包括例如肼(如水合肼)及硼氫化鈉。
可以使用極性溶劑(例如甲醇或丙酮)洗掉過量的封端劑。
現在將關聯以下的非限制性圖式來描述本發明，其中：第1圖圖示本發明的燒結粉末之TEM顯微圖片。
第2圖圖示本發明的燒結粉末之粒徑直方圖。
第3圖圖示本發明的燒結粉末之粉末X射線繞射圖。
第4圖圖示本發明的燒結粉末之熱分析圖。
第5圖圖示本發明的燒結粉末之示差掃描熱量(DSC)分析結果。
第6圖圖示本發明的印刷燒結膏之形貌。該膏料具有從80到90μm的高度。沒有平坦的沉積物、無捲摺並且無起伏。
第7圖圖示在矽晶粒和基板之間使用本發明的燒結膏形成的接合之橫截面。此圖像顯示燒結膏對晶粒的金屬化層以及基板有良好的黏合。
第8圖圖示本發明的濕膜和獨立乾膜以及該膜之形態。
第9圖圖示依據本發明分配的膏料之形貌的Keyance顯微鏡圖像：點(左手邊)、圖案(右手邊)。
第10圖圖示依據本發明分配的膏料之Koh Young圖像：分配點的典型圖像(左手邊)、體積量測(右手邊)。
現在將關聯以下的非限制性實例來描述本發明。
實例1-燒結粉末之製備
在單相反應中製備燒結粉末。藉由將硝酸銀加入乙二醇中並在0至5℃下攪拌直到溶液變得澄清來製備3M的硝酸銀乙二醇溶液。然後藉由加入50%甲苯和50%乙醇的混合物而將溶液製成0.3M。然後將硝酸銀溶液(0.3M，3.5升)加入辛胺(3.5公斤，27.07莫耳)的甲苯溶液中，辛胺的甲苯溶液係藉由在室溫下將辛胺加到甲苯中所製備的。然後立即加入262.5克(0.998M，5.24莫耳)溶於N,N-二甲基甲醯 胺的80%水合肼。將反應混合物以350rpm的轉速攪拌45分鐘，然後靜置幾分鐘。然後抽出無色上清液，並將已經沉澱在槽底部的銀奈米顆粒轉移到布氏漏斗中，並用甲醇洗滌，以去除過量的辛胺。最後，將粉末用丙酮洗滌並在室溫下在真空中乾燥。此反應的產率約為98%。
獲得粉末的TEM顯微圖片並圖示於第1圖。該顯微圖片指出銀奈米顆粒的不均勻大小範圍係從5至60nm。此外，該顯微圖片似乎指出非常小的顆粒分佈在較大的晶粒周圍。粒徑的分佈圖示於第2圖並且顯示出為雙峰的。
第3圖圖示該粉末之粉末X射線繞射圖，並指出為面心立方的結構。利用謝樂公式，平均粒徑經計算為約25nm。藉由使用粒徑分析儀(Microtrac Nanotrac Ultra NPA 253)來確認此粒徑，粒徑分析儀指出D50為約20nm。
將該粉末進行熱重分析(TGA)，並將相應的熱分析圖圖示於第4圖。結果指出，該粉末包含約1重量%的封端劑(即辛胺)。
使用示差掃描熱量法(DSC)分析該粉末的燒結溫度，並將結果圖示於第5圖。該圖指出燒結溫度為195.2℃，並具有36.7J/g的比熱。
實例2-燒結膏之製備
將3克的環氧樹脂加入40克實例1的粉末中。然後在軌道混合器中以1000rpm進行混合。將3克的溶劑混合物(1.5克的萜品醇和1.5克的三甘醇)加到該混合物中，並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨 機中將混合物研磨幾分鐘，以提供均勻的膏料。將該膏料的組成圖示於表1中。
對膏料的膠黏度、黏度和導熱率進行量測，結果圖示於表2。
膠黏度是在Rhesca膠黏度測試儀tac(II)中使用日本工業標準(JIS)進行量測。使用10密耳的三個圓形開口模板將膏料印刷在顯微鏡玻璃側上。探頭的浸入速度為120mm/min，並使用600mm/min的測試速度，按壓時間為0.2秒。使用Brookfield DVIII超可程式化流變儀(心軸CP51)量測膏料的黏度。使用Netzsch LFA 447 Nanoflash量測導熱率。使用以下的公式計算熱導率K：K=α ρ cp
其中α為熱擴散率(m2/s)、ρ為材料的密度(kg/m3)以及cp為比熱容量(J/kg-K)。以類似的方式量測實例3、4、12及26的膠黏度、黏度及導熱率值。
實例3
將4克的環氧樹脂加入40克實例1的粉末中。然後在軌道混合器中以1000rpm進行混合。然後加入4克的萜品醇，並在軌道混合器中以1000rpm繼續混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例4
將8克的環氧樹脂和6.67克的萜品醇完全混合，以便獲得均勻的溶液，然後將該溶液加入40克實例1的粉末中。然後在軌道混合器中以1000rpm進行混合。將4克的萜 品醇加入混合物中，並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例5
將2.5克的環氧樹脂、3.4克的溶劑混合物(1.7克的萜品醇和1.7克的三甘醇)及0.1克的cryvallac super完全混合，以獲得均勻的溶液，然後將該溶液加入40克實例1的粉末中。然後在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例6
將2.7克的環氧樹脂、3克的溶劑混合物(1.5克的萜品醇和1.5克的三甘醇)及0.3克的丁二酸完全混合，以獲得均勻的溶液，然後將該溶液加入40克實例1的粉末中。然後在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例7
將2.6克的環氧樹脂、3克的溶劑混合物(1.5克的萜品醇和1.5克的三甘醇)及0.3克的丁二酸和0.1克的cryvallac super完全混合，並加入40克實例1的粉末中。然後在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例8
將40克實例1的粉末、2.88克的環氧樹脂及0.25克的Disperbyk163在軌道混合器中以1000rpm進行混合。然後加入2.88克的溶劑混合物(丙二醇、甲基二乙二醇醚(methyl digol)及萜品醇)。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例9
將40克實例1的粉末、2.88克的環氧樹脂及0.25克的TritonX 100在軌道混合器中以1000rpm進行混合。然後加入2.88克的溶劑混合物(丙二醇、甲基二乙二醇醚(methyl digol)及萜品醇)。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
表11：膏料的組成
實例10
將40克實例1的粉末、2.88克的環氧樹脂及0.25克的Disperbyk163在軌道混合器中以1000rpm進行混合。然後加入2.88克的溶劑混合物。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例11
將40克實例1的粉末、2.93克的環氧樹脂、0.25克的Disperbyk163及0.125克的羥丙基甲基纖維素在軌道混合器中以1000rpm進行混合。然後加入3.7克的溶劑混合物(萜品醇及甘油三乙酸酯)。混合之後，在三輥研磨機中將混 合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例12
將40克實例1的粉末、2.35克的環氧樹脂、0.46克的Disperbyk163及0.46克的聚乙酸乙烯酯在軌道混合器中以1000rpm進行混合。然後加入3.72克的溶劑混合物(丙二醇、甲基二乙二醇醚及萜品醇)。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
將膏料的性質列於表15中。
在規律的時間間隔量測膏料的膠黏度和黏度，以觀察膏料的穩定性，並將結果列於表15。此結果指出膏料在室溫和壓力下穩定25天。
實例13
將6克的環氧樹脂加入30克實例1的粉末中。然後加入5克的萜品醇。然後將混合物在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例14
將4.9克的環氧樹脂加入30克實例1的粉末中。然後加入2克的萜品醇和2克的三甘醇，並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例15
將6克的環氧樹脂加入30克實例1的粉末中。然後加入3克的萜品醇和3克的三甘醇，並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例16-印刷膏
將實例8的膏料以具有7mm*7mm孔洞大小的3密耳模板印刷在具有金/鎳漆的直接黏合銅(DBC)上。觀察印刷表面為絕對平整且無起伏的。印刷層的厚度約為75μm。
將印刷層在烘箱中藉由在160℃將膜加熱90分鐘來進行燒結。SEM指出銀奈米顆粒的頸縮具有良好的填充分率。
實例17-膜的製備
將實例2的膏料印刷在塗覆矽的聚酯片上。然後在130℃的加熱板/烘箱中加熱30分鐘。將產生的膜從片材脫下並可用來作為獨立的膜。第8圖圖示以潮濕條件印刷的膜，而且也可以在從聚酯片脫下之後作為獨立的乾燥膜。從聚酯片脫下之後沒有在膜中發現裂紋。乾燥膜的厚度為72μm。
然後將銀膜放在矽橡膠上。在晶粒黏合機的幫助下在130℃藉由施加2MPa的壓力1秒鐘來將3mm*3mm的晶粒壓印到膜上。
實例18-分配膏料
使用Nordson螺桿膠閥分配實例15的膏料。以下是用於分配的參數組：針頭大小：22G針頭
壓力：1巴
分配類型：點和圖案
分配時間：0.15秒
使用Keyance顯微鏡(參見第9圖)檢視分配圖案的形貌。可以看出，所有分配的點和圖案皆分別具有相同的直徑(約520微米)及長度(2.3mm)。然後使用高永儀(Koh Young apparatus，參見第10圖)檢視分配圖案的體積，此顯示一致的分配沉積物和高度(約63.6微米至67.2微米)。
實例19
將5.55克的萜品醇與1.48克的草酸銀混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例20
將1.39克的萜品醇、2.08克的丙二醇及2.08克的甲基二乙二醇醚與1.48克的草酸銀混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例21
將0.925克的萜品醇、1.39克的丙二醇、1.39克的甲基二乙二醇醚與3.33克的草酸銀混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例22
將0.9克的萜品醇、1.35克的丙二醇、1.35克的甲基二乙二醇醚與7.2克的草酸銀混合。將25.2克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例23
將0.074克的月桂酸與2.59克的草酸銀混合。將1.85克的萜品醇、2.22克的碳酸丙烯酯、0.296克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例24
將0.074克的月桂酸與3.33克的草酸銀混合。將1.85克的萜品醇、1.48克的碳酸丙烯酯、0.296克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例25
將0.074克的月桂酸與2.96克的草酸銀混合。將2.03克的萜品醇、1.67克的碳酸丙烯酯、0.296克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例26
將0.074克的月桂酸與2.96克的草酸銀混合。將2.58克的萜品醇、1.11克的碳酸丙烯酯、0.296克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
將膏料的性質列於下表中。
本實例的膏料展現良好的印刷特性。使用該膏料的晶粒附接材料之橫截面表現出優異的填充分率，並且接合強度約為20MPa。
實例27
將0.212克的月桂酸與3.59克的草酸銀混合。將5.89克的萜品醇、4.85克的碳酸丙烯酯、0.859克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例28
將0.174克的月桂酸與4.61克的草酸銀混合。將4.86克的萜品醇、4克的碳酸丙烯酯、0.708克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例29
將0.074克的月桂酸與2.96克的乳酸銀混合。將2.58克的萜品醇、1.11克的碳酸丙烯酯、0.296克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將30克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例30
將0.074克的月桂酸與7.4克的乳酸銀混合。將2.59 克的萜品醇、1.11克的碳酸丙烯酯、0.296克的過氧化氫加入此混合物中並混合。將25.55克實例1的粉末加入此混合物中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例31
將85-90%實例1的粉末和0至1%的脂肪酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至3%的碳酸丙烯酯、3至8%的萜品醇、3至8%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例32
將80-85%實例1的粉末、0至5%的銀化合物及0至1%的脂肪酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至3%的碳酸丙烯酯、3至8%的萜品醇、7至10%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例33
將85-90%實例1的粉末、0至5%的銀化合物及0至1%的脂肪酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至3%的碳酸丙烯酯、3至8%的萜品醇、3至8%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例34
將75-80%實例1的粉末、0至5%的銀化合物及0至1%的脂肪酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至3%的碳酸丙烯酯、3至8%的萜品醇、6至12%的三甘醇及0至5%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例34
將80-85%實例1的粉末、5至10%的銀化合物及0至1%的脂肪酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至5%的碳酸丙烯酯、0至5%的萜品醇、3至7%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例35
將80-85%實例1的粉末、5至10%的銀化合物及0至1%的脂肪酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至5%的碳酸丙烯酯、0至5%的萜品醇、3至7%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例36
在水性介質中製作0.3M的AgNO3溶液。於AgNO3的水溶液中滴加還原劑。在室溫下將此溶液攪拌1小時。在添加還原劑後銀開始沉澱出，並且上清液變成完全無色。然後使用布氏漏斗過濾溶液混合物。然後用水洗滌得到的微米銀粉，以便去除過量的銀鹽和還原劑。然後用丙酮進行最後的洗滌，以便確保水完全去除。
然後使用SEM特徵化所得的粉末，指出粒徑為約600nm to 1微米。
實例37
將80-85%實例1和實例36(約90重量%的實例1，約10重量%的實例36)的粉末混合物、5至10%的乳酸銀及0至1%的月桂酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至5%的碳酸丙烯酯、0至5%的萜品醇、3至7%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在 軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例38
將85-90%實例36的粉末、0至5%的乳酸銀及0至1%的月桂酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至3%的碳酸丙烯酯、3至8%的萜品醇、3至8%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例39
將80-85%實例36的粉末、5至10%的乳酸銀及0至1%的月桂酸在瓶A中混合。在另一個瓶B中混合0至5%的碳酸丙烯酯、0至5%的萜品醇、3至7%的三甘醇及0至2%的有機過氧化物。將來自瓶A的混合物加入瓶B中並在軌道混合器中以1000rpm進行混合。混合之後，在三輥研磨機中將混合物研磨幾分鐘，以獲得均勻的膏料。
實例40-印刷膏
印刷定義：
將實例31的膏料以具有3mm*3mm孔洞大小的3密耳模板印刷在具有金/鎳漆的直接黏合銅(DBC)上。觀察到印刷表面為絕對平整且無起伏的。印刷層的厚度約為75μm。
晶粒放置：
使用晶粒黏合機將金的金屬化矽晶粒放在印刷的圖案上。藉由高永8030確認均一印刷的沉積物，如下圖所圖示。然後將載具保持在烘箱中進行不同溫度分佈的燒結。
溫度分佈：在晶粒黏合機的幫助下使用控制的Z高度放置以金塗層金屬化的矽晶粒，並在180℃、200℃、225℃及250℃的烘箱中進行燒結。可以看出的是，在225℃之後的加熱下接合強度降低了。
在本實例中，200℃被認為是最適化的燒結溫度，因為在260℃的高溫晶粒剪切顯示出約50%的下降。
燒結層的橫截面：以上晶粒附接材料的橫截面顯示銀奈米顆粒在兩個界面(晶粒側以及在基板側上)皆有良好的擴散。SEM顯示具有非常良好頸縮現象的非常良好封裝分率。
分配形貌：以上實例中的膏料還可以使用Nordson EFD分配器進行分配。在0.8巴的壓力和40mm/sec的引線框架速度下分配奈米銀膏。
晶粒放置：使用晶粒黏合機將金的金屬化矽晶粒放在分配的圖案上。全程觀察到均一的分配。將載具保持在烘箱中。所獲得的平均晶粒剪切約為20-25MPa，具有100%的襯墊覆蓋率。當在260℃完成剪切時看到約20%的惡化。
燒結層的橫截面： 以上晶粒附接材料的橫截面顯示銀奈米顆粒在兩個界面(晶粒側以及在基板側上)皆有良好的擴散。SEM顯示黏合線厚度約為20微米。
將理解的是，本文揭示的方法、粉末、膏料及膜與數個優於現有技術的效益有關。特別的是，當印刷膏料時，沒有陷落的現象、沒有橋接、印刷沉積物中沒有氣泡、沒有滲出、而且沒有孔洞阻隔。此外，能夠提供從80-90微米的膏料高度、具有平的沉積物、沒有捲摺而且沒有起伏。因此，包括黏結劑(例如樹脂)的膏料之效益包括：無壓力燒結
在標準SMT產線的處理能力
平坦均勻的表面形貌
平均晶粒剪切強度>20MPa
無界面失效模式
室溫穩定性=分鐘1個月
熱循環：可接受的接合強度多達1500個循環(-40℃至+125℃，停留10分鐘)。
可針分配及可噴射分配
膜形狀因子
除了上述的效益之外，含有有機銀化合物的膏料具有以下所列的一些進一步的效益：高晶粒剪切強度(25至45MPa)
高導熱率(>200W/mK)
針可轉移
良好的熱性質
將藉由舉例的方式參考以下非限制性的應用A-H來進一步描述燒結粉末、膏料及膜：
A. 半導體晶粒附接(無論是倒裝晶片或引線黏合)於各種基板，例如DBC(直接黏合銅)、DPC(直接鍍銅)、MCPCB(金屬芯印刷電路板)、FR4、銅引線框架、撓性印刷電路板和基板、銅和鋁散熱片、固定件等)。應用包含由各種化合物半導體材料製成的LED晶粒(發光二極體，例如橫向、縱向薄膜或倒裝晶片種類)、由矽製成的功率晶粒、濃縮光電化合物半導體晶胞(如多接面晶胞)、用於電源模組的碳化矽和氮化鎵及離散元件、所有類型的MEMS(微機電感測器)元件、半導體和堆疊晶粒、熱電材料元件附接於基板、及壓電元件堆疊附接、以及振盪器晶體和光學及其他感測器元件附接。這樣的半導體或其他晶粒元件的附接可以藉由印刷到基板上、隨後經由晶粒黏合機或拾取放置機器放置晶粒、並在回流帶爐或烘箱任一者中進行燒結來完成。這種半導體和晶粒元件的附接也可以經由分配膏料、隨後放置晶粒和如上文所述進行燒結來完成，或進行膜轉移並將由該材料製成的膜貼合於晶粒背側、隨後放置晶粒及黏著於基板上、隨後進行燒結來完成。倒裝晶片晶粒可以藉由印刷凸塊於基板上、放置晶粒、隨後進行燒結來進行組裝。低溫燒結及以規則的短無鉛回流曲線進行燒結使得高CTE不匹配堆疊及溫度敏感的材料堆疊能夠進行組裝。本文揭示的燒結粉末在這種應用中的主要效益是以短的週期時間改良產量，同時使用現有的 標準安裝設備(例如印刷機、晶粒黏合機及回流/帶爐)。
B.各種類型的半導體封裝(例如底部終止元件，諸如LGA、QFN、QFP)附接於各種基板上，例如DBC(直接黏合銅)、DPC(直接鍍銅)、MCPCB(金屬芯印刷電路板)、FR4、撓性印刷電路板和基板、銅和鋁散熱片、固定件等)。應用包括各種類型的LED封裝(例如陶瓷次黏著發光二極體、具有引線框架結構的SMD發光二極體等等)、電源模組及離散元件、所有類型的MEMS(微機電感測器)封裝、半導體和堆疊晶粒封裝、熱電材料元件附接於基板、及壓電元件堆疊附接、以及振盪器晶體和光學及其他感測器元件附接。這樣的半導體或其他封裝的附接可以藉由印刷到基板上、隨後經由具有Z高度調整及/或壓力性能的標準拾取放置機器放置封裝、並在回流帶爐或烘箱任一者中進行燒結來完成。低溫燒結及以規則的短無鉛回流曲線進行燒結使得高CTE不匹配堆疊及溫度敏感的材料堆疊能夠進行組裝。本文揭示的燒結粉末在這種應用中的主要效益是以短的週期時間改良產量，同時使用現有的標準安裝設備(例如印刷機、晶粒黏合機及回流/帶爐)。
C. 內連線(電路、襯墊等)的單獨生產及與倒裝晶片內連線一起生產。例如，用於內連線的應用包括LED板和燈具，其中該內連線可以藉由各種印刷(例如模板印刷)或分配或噴射技術來施加。在LED應用的情況下，這樣的內連線可以作為電和熱的導體，以將電子帶往和帶離元件，並且將熱帶離元件。此外，這樣的內連線可以在與用於附接倒裝 晶片或引線黏合元件的內連線相同的步驟中直接施加。這種內連線的另一個實例是太陽能電池(無論是基於矽或基於薄膜)，其中在網格圖案中的內連線可以被用來收集產生的電子，並且還將一個電池連接到另一個電池。這種應用的另一個實例是OLED元件，其中這種內連線的網格可被用來提高透明導電膜的導電率。
D. 基於可印刷膏料和膜兩者的晶圓到晶圓黏合層。對於在低溫(250℃以下)的晶圓到晶圓黏合有明顯的需求，其中黏合層在黏合之後表現出非常高的溫度性質。在LED晶圓黏合的情況下，這可以實現，例如在薄膜倒裝晶片或垂直薄膜或截短倒金字塔LED中任一者之內文中，其中CTE不匹配，因此，可以最小化應變和缺陷的產生，同時允許使用各種先進材料進行高溫後處理，用以增強元件的光輸出和電效率。另外，黏合層的高溫和高導熱和導電率允許優異的熱傳遞、元件的高溫操作及優異的電流擴展等等。這樣的晶圓黏合可以藉由將該材料的膜貼合在晶圓背側上、隨後在標準的晶圓黏合機或印刷機中進行溫度和壓力處理來完成。進行處理的另一種手段包括在溫度和壓力條件下在晶圓背側上印刷膏料的保形層、隨後進行乾燥及在標準的晶圓黏合機或印刷機中進行黏合。這種晶圓黏合的應用包括功率半導體晶圓、矽通孔(TSV)應用、堆疊晶粒的應用、微機電系統、熱電材料晶圓、壓電材料、集中光電及其他應用。低溫燒結使得高CTE不匹配堆疊以及溫度敏感的材料堆疊能夠進行組裝。本文揭示的燒結粉末在這種應用中的主要效益是以 短的週期時間改良產量，同時使用現有的標準安裝設備(例如印刷機/貼合機、晶圓黏合機及回流/帶爐)。
E. 基於可印刷膏料和膜兩者進行晶圓背側貼合。在某些應用中，在乾燥和切割之前有需要將半導體晶圓的背側貼合於本文所揭示處於膏料或膜形式的焊料粉末。這種方法可以提供方便的方式來在晶圓被固定於切割膠帶及切割之前將晶粒附接材料施加於晶圓，所以晶圓可以被傳送到具有預貼合Supernova N晶粒附接材料的晶粒黏合機。這種方法的應用可以包括橫向和縱向LED元件、用於電力電子(電源模組和離散元件)的半導體晶粒、所有類型的MEMS(微機電感測器)封裝、半導體和堆疊晶粒封裝及其他應用、熱電材料、壓電元件堆疊附接以及其他的應用，例如振盪器晶體和光學及其他感測器元件附接。
F. 用於LED和光學應用的反射層印刷。該材料可被用來將反射層印刷到基板上，該基板例如DBC(直接黏合銅)、DPC(直接鍍銅)、MCPCB(金屬芯印刷電路板)、FR4、撓性印刷電路板和基板、銅和鋁散熱片、固定件等)，以提供增強的光輸出及隨之而來的LED和其他光學系統之發光效率提高。這樣的反射層可以經由該材料的模板或網版印刷、噴射或分配或膜貼合來形成。本文揭示的燒結粉末在這種應用中的主要效益是以短的週期時間改良產量，同時使用現有的標準安裝設備(例如印刷機/貼合機、晶圓黏合機及回流/帶爐)。
G. 用於封裝的密閉和接近密閉的密封、用於LED、 MEMS、光學感測器及振盪器晶體、OLED和光電應用及通用半導體封裝的周邊密封等。對於LED、OLED、MEMS及薄膜光電封裝的密閉密封有明顯的需求，以保護元件免於濕氣進入。該材料可以以適當的應用和燒結而表現出密閉或接近密閉的密封行為。該材料可以在以上元件之製造製程的各種階段中施加：在具有晶圓黏合的晶圓層次、或在經由膜貼合和黏合的封裝製程、或膏料噴射/分配隨後藉由蓋體或玻璃或層壓板覆蓋附接和燒結中任一者。低溫燒結及以規則的短無鉛回流曲線進行燒結使得高CTE不匹配堆疊以及溫度敏感的材料堆疊能夠進行組裝。
H. ACF置換。該材料的凸塊陣列可以經由模板印刷、凸塊轉移或高速噴射分配而被傳送到基板。這樣的陣列可以被用來作為電接點，以組裝元件而無需明確的高度對齊。低溫燒結及使用規則的短無鉛回流曲線進行燒結使得這樣的應用能夠實現。本文揭示的燒結粉末在這種應用中的主要效益是以短的週期時間改良產量，同時使用現有的標準安裝設備(例如印刷機/貼合機、晶圓黏合機及回流/帶爐)。
前面的詳細描述已經藉由解釋和說明的方式來提供，而且並無意圖限制所附申請專利範圍的範圍。對於本技術領域中具有通常知識之人士而言，本文中說明的目前較佳實施例中的許多變化將是顯而易見的，並且仍在所附申請專利範圍及其等同物的範圍之內。

Claims (31)

  1. 一種燒結粉末，包含：一微粒，具有一小於10微米的平均最長直徑，其中該微粒包含：第一類型的顆粒，具有一從1至100nm的最長直徑，且包含一金屬，該金屬至少部分塗覆一封端劑，以及第二類型的顆粒，具有一從大於100nm至50微米的最長直徑，且包含一金屬，該金屬至少部分塗覆或沒塗覆一封端劑，其中該燒結粉末包含從0.1至5重量%的封端劑。
  2. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該封端劑包含一胺及/或一羧酸酯官能基。
  3. 如請求項1或請求項2所述之燒結粉末，其中該封端劑包含一直鏈或支鏈脂族胺。
  4. 如請求項1或請求項2所述之燒結粉末，其中該封端劑包含辛胺。
  5. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該金屬包含銀或一銀合金。
  6. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該燒結粉末包含從0.1至3重量%的封端劑。
  7. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該第一類型的顆粒具有一從5至75nm的直徑，及該第二類型的顆粒具有一從大於100nm至20微米的直徑。
  8. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該第二類型的顆粒具有一從600nm至1微米的直徑。
  9. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該微粒包含從81至99重量%的該第一類型的顆粒及從1至19重量%的該第二類型的顆粒。
  10. 如請求項1所述之燒結粉末，其中該微粒包含從85至95重量%的該第一類型的顆粒及從5至15重量%的該第二類型的顆粒。
  11. 一種燒結膏，包含：如請求項1-10中任一項所述之燒結粉末；一黏結劑；一溶劑；以及一活化劑及/或流變修飾劑及/或界面活性劑。
  12. 如請求項11所述之燒結膏，其中該黏結劑包含一環氧基樹脂。
  13. 如請求項11或請求項12所述之燒結膏，其中該溶劑包含一單萜醇及/或一乙二醇及/或乙二醇醚。
  14. 如請求項11所述之燒結膏，其中該溶劑包含一萜品醇及/或三甘醇。
  15. 如請求項11所述之燒結膏，包含：從1至15重量%的黏結劑；及/或從1至15重量%的溶劑；及/或多達1重量%的流變修飾劑；及/或多達1重量%的活化劑；及/或多達6重量%的界面活性劑。
  16. 一種燒結膏，包含：如請求項1-10中任一項所述之燒結粉末；一有機銀化合物；一溶劑；以及一活化劑及/或流變修飾劑及/或界面活性劑。
  17. 如請求項16所述之燒結膏，其中該有機銀化合物包含草酸銀、乳酸銀、琥珀酸銀、新癸酸銀、檸檬酸銀及硬脂酸銀中之一或多者。
  18. 如請求項16或請求項17所述之燒結膏，進一步包含一脂肪酸。
  19. 如請求項16所述之燒結膏，進一步包含月桂酸、硬脂酸及/或檸檬酸。
  20. 如請求項16所述之燒結膏，進一步包含一過氧化物。
  21. 如請求項20所述之燒結膏，其中該過氧化物為過氧化氫。
  22. 如請求項16所述之燒結膏，其中該燒結膏基本上不含樹脂。
  23. 如請求項16所述之燒結膏，其中該燒結膏展現一大於200W/mK的導熱率及/或能夠提供一從25至45MPa的晶粒剪切強度。
  24. 一種燒結膜，包含如請求項1-10中任一項所述之燒結粉末以及一黏結劑。
  25. 一種燒結粉末、燒結膏或燒結膜之用途，其係將如請求項1-10中任一項所述之燒結粉末或如請求項11-23中任一項所述之燒結膏或如請求項24所述之燒結膜用於下述方法中之其中一種：晶粒附接、晶圓與晶圓黏結、反射層印刷、密閉和接近密閉的密封、包含形成於一背襯層上的一膜中的一燒結粉末和一黏結劑的燒結膜、分配及內連線之生產。
  26. 一種製造一燒結接合的方法，包含以下步驟：在兩個或更多個待接合的工件附近提供如請求項1-10中任一項所述之燒結粉末或如請求項11-23中任一項所述之燒結膏或如請求項24所述之燒結膜；以及加熱該燒結粉末或燒結膏或燒結膜，以至少部分地燒結該金屬。
  27. 如請求項26所述之方法，其中該加熱係在一至少140℃的溫度下進行。
  28. 如請求項27所述之方法，其中該溫度為從150℃至300℃。
  29. 一種製造如請求項1-10中任一項所述之燒結粉末的方法，包含以下步驟：提供一金屬鹽溶液；使該金屬鹽溶液與一封端劑接觸；以及使至少部分塗覆該封端劑的金屬顆粒沉澱。
  30. 如請求項29所述之方法，其中該沉澱步驟係使用一還原劑進行。
  31. 如請求項30所述之方法，其中該還原劑包含肼及/或硼氫化鈉。
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