一种半导体浆料及其制备方法与流程

文档序号:15451260发布日期:2018-09-15 00:03阅读:715来源:国知局
本发明属于半导体材料领域,具体涉及一种半导体浆料及其制备方法。
背景技术
:随着国内市场和国际市场需求的不断扩大,电子计算机通讯行业和信息处理行业高速发展,相应的控制面板及中央处理器所需材料的性能要求也越来越高,特别是在这类处理器元件上一些关键而细小的组件之间,需要使用微小而精密的特殊细线材料进行链接。高端的半导体材料,特别在细线印刷工艺及点胶工艺方面,发挥着越来越重要的作用,在对这种半导体浆料满足使用功能的前提下,对整体材料的可靠性也要求越来越严格,然而目前大多数半导体浆料并不能满足链接器件的要求,浆料的附着力以及合格率比较低。技术实现要素:本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种半导体浆料及其制备方法。本发明提供一种半导体浆料,包括以下组分及各自重量份:半导体粉末30-80份,有机载体12-68份,金属氧化物添加剂2-20份,所述金属氧化物添加剂为氧化钐、氧化镧中的一种或多种。优选的,所述半导体粉末为硼粉、硅粉、锗粉、铪粉、铋粉中的一种或多种。优选的,所述半导体粉末为铪粉与硅粉的混合物,或铪粉、硅粉与硼粉的混合物。优选的,所述半导体粉末的d50分布范围为1.0-10.0μm,振实密度为1.5-6.8g/cm3。优选的,所述半导体粉末的d50分布范围为1.0-3.0μm,振实密度为2.5-3.8g/cm3。优选的,所述有机载体包括有机树脂、溶剂和助剂。优选的,所述有机树脂选自乙基纤维素、松香、聚合松香、酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、马来酸树脂中的一种或多种。优选的,所述溶剂选自松油醇、松节油、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚醋酸酯、醇酯-12、柠檬酸三丁酯中的一种或多种;所述助剂选自改性氢化蓖麻油、钛酸丁酯、油酸、卵磷脂、司班-85、二甲基硅油、byk-110中的一种或多种。优选的,所述的半导体浆料的黏度10-300pa·s。本发明还提供了一种上述半导体浆料的制备方法,包括以下步骤:a)将所述重量份的半导体粉末、金属氧化物添加剂和有机载体搅拌分散均匀,得到混合物;b)将混合物进行轧浆处理,轧浆后抽真空进行分散;c)步骤b)中分散得到的物质经过过滤除去不溶物,得到半导体浆料。本发明的有益效果是:目前用于制造半导体装置的器件所用的浆料大多数是使用导电金属制作的,容易出现制成的组件良率偏低,耐老化性能差,导致寿命短,限制了其应用。本发明采用半导体粉末代替导电金属,所得浆料最终得到的成品合格率高,耐老化性能好,使用寿命长,并且半导体浆料与基材的附着力良好。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明。实施例1一种半导体浆料,包括如下重量的各组分:铪粉50g,硅粉20g,有机载体28g,氧化镧2g。将d50为3.0μm,振实密度为3.8g/cm3的铪粉50g,d50为1.0μm,振实密度为3.5g/cm3的硅粉20g,有机载体28g,氧化镧2g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行3次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用200目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。实施例2一种半导体浆料,包括如下重量的各组分:铋粉50g,硼粉30g,有机载体12g,氧化钐4g,氧化镧4g。将d50为1.0μm,振实密度为1.5g/cm3的铋粉50g,d50为5.0μm,振实密度为4g/cm3的硼粉30g,有机载体12g,氧化钐4g,氧化镧4g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行2次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用100目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。实施例3一种半导体浆料,包括如下重量的各组分:锗粉30g,铋粉30g,有机载体20g,氧化钐10g,氧化镧10g。将d50为2.0μm,振实密度为2g/cm3的锗粉30g,d50为6.0μm,振实密度为6.8g/cm3的铋粉30g,有机载体20g,氧化钐10g,氧化镧10g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行4次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用300目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。实施例4一种半导体浆料,包括如下重量的各组分:硅粉30g,有机载体68g,氧化钐2g。将d50为10.0μm,振实密度为5g/cm3的硅粉30g有机载体68g,氧化钐2g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行5次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用200目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。实施例5一种半导体浆料,包括如下重量的各组分:铪粉50g,硅粉10g,硼粉10g,有机载体26g,氧化镧4g。将d50为3.0μm,振实密度为3.8g/cm3的铪粉50g,d50为1.0μm,振实密度为3.5g/cm3的硅粉10g,d50为3.0μm,振实密度为2.5g/cm3硼粉10g,有机载体26g,氧化镧4g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行3次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用200目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。实施例6一种半导体浆料,包括如下重量的各组分:铪粉60g,硅粉9g,硼粉1g,有机载体15g,氧化钐6g,氧化镧9g。将d50为3.0μm,振实密度为3.8g/cm3的铪粉60g,d50为1.0μm,振实密度为3.5g/cm3的硅粉9g,d50为3.0μm,振实密度为2.5g/cm3,硼粉1g,有机载体15g,氧化钐6g,氧化镧9g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行3次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用200目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。对比例1将d50为3.0μm,振实密度为3.8g/cm3的银粉70g,氧化钐6g,氧化镧9g,有机载体15g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行3次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用200目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。对比例2将d50为3.0μm,振实密度为3.8g/cm3的铪粉60g,d50为1.0μm,振实密度为3.5g/cm3的硅粉9g,d50为3.0μm,振实密度为2.5g/cm3,硼粉5g,氧化铅3g,氧化碲4g,氧化硼3g,有机载体15g加入双行星动力搅拌器中搅拌分散,然后用三辊碾磨机进行3次轧浆处理,再使用双行星动力搅拌器进行抽真空搅拌分散,最后用200目钢丝网过滤除去不溶物,得到半导体浆料。对比例3采用申请号201180031184.2中的方法得到包含铅-碲-硼-氧化物的厚膜浆料。对比例1、对比例2与实施例6是单因素的对比,对比例1与实施例6相比只将半导体粉末替换成银粉,对比例2与实施例6相比只将镧系氧化物添加剂替换成非镧系氧化物添加剂。实施例1-6和对比例1-3所得浆料制成相应的产品,产品的性能如表1。用325目不锈钢丝网印刷在pet-ito膜及glass-ito膜上,印刷膜层厚度10-15μm,经130℃固化45-60min或150℃固化30min,固化膜层厚度7-12μm,测试该半导体浆料固化膜的方阻和附着力。表1不同组分半导体浆料所得材料的性能测试项目合格率基材附着力耐老化时间实施例199.4%3.5n200h实施例299.6%3.4n210h实施例399.3%3.0n230h实施例494.0%2.5n200h实施例599.2%3.8n210h实施例699.5%3.6n230h对比例167.3%1.2n13h对比例270.1%1.3n11h对比例376.6%2.1n60h附着力的测试方法按照gb/t5210-2006的规定进行。将上述得到的半导体浆料制成半导体元器件进行测试,其中合格率的测试是用指针式万用表测试,把指针式万用表打在电阻档测量,测量范围在1kω以下,将黑标笔放在元器件的一端不动,当红标笔的指针往左边滑动,也就是导通,只有一端是导通的,则为合格,如果两端都导通或者不导通,则不合格。耐老化性测试采用陕西三海电子科技有限公司的分立器件老化机,型号为spzh-g。从上表中数据可以看出,本发明中用半导体粉末制作得到的半导体浆料所得产品的性能要优于对比例1、2和3所得半导体浆料的产品性能,固化膜与基材的附着力相对于对比例1和2增加了100%以上,本发明中最终产品的合格率达到94%以上,而对比例1、2和3产品的合格率只有60-80%,本发明半导体浆料得到的元器件的耐老化时间达到了200h以上,使用寿命大大提高,产品的稳定性较好,说明本发明中使用半导体粉末和镧系氧化物得到的半导体产品的性能优异。使用镧系类氧化物由于稀土元素独特的电子力学效应,使本产品在特殊部件中有优异的功能。当前第1页12
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