芯片、2為金線、3為導(dǎo)電銀膠、4為基板、5為凸點(diǎn)、6為焊點(diǎn)、7 為固化膠。
[0022] 【【具體實(shí)施方式】】 下面結(jié)合各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。這些實(shí)施例是本發(fā)明各優(yōu)選實(shí)施方式的 一部分，但本發(fā)明的權(quán)利并不受到這些實(shí)施例的限定。
[0023] 本發(fā)明涉及的封裝倒置LED芯片用的錫基釬焊焊料一錫膠，其利用改性松香的羧 基與金屬氧化物尤其是堿性氧化物易反應(yīng)的特點(diǎn)，讓低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料發(fā)生冶金收 縮，實(shí)現(xiàn)剛性粒子和可變形液滴兩種存在狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，形成冶金連接焊點(diǎn)，克服了銀膠 中僅靠點(diǎn)與點(diǎn)接觸、面與面接觸的難點(diǎn)，從而提高了其導(dǎo)電性能。使用該種錫膠焊接后的焊 接點(diǎn)具有冶金連接性。
[0024] 所述低恪點(diǎn)錫基焊粉包括但不限于SnBi、SnBiAg、SnBiCu、Snln、SnInBi合金焊粉 的一種或幾種。這樣的低熔點(diǎn)錫基焊粉保障了該錫膠可在小于250°C的中低溫下完成焊接 固化。在本發(fā)明的實(shí)施方案中的低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料，為熔點(diǎn)即液相線溫度在100~ 200 °C范圍內(nèi)的合金。若熔點(diǎn)太低，則在使用過(guò)程中功率元件產(chǎn)生的熱量會(huì)使焊料熔化，而 影響可靠性。若熔點(diǎn)超過(guò)200°C，則焊接固化溫度需超過(guò)240°C，不利于LED封裝，減弱LED 基板及芯片的強(qiáng)度。
[0025] 在本發(fā)明的所述低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料中可含有微米級(jí)或納米級(jí)鎳粉、銅粉、 銀粉或其它高熔點(diǎn)合金粉末，以增強(qiáng)焊點(diǎn)的物理性能?；旌嫌懈呷埸c(diǎn)合金粉末的焊粉均勻 分散在焊接層或焊點(diǎn)中，高熔點(diǎn)合金粉末與低熔點(diǎn)合金互聯(lián)，熔化焊接后形成微觀組織均 勻，多晶型焊點(diǎn)，導(dǎo)熱性能明顯提升，且重熔溫度明顯提高，保證了后續(xù)組裝工藝的溫度需 求。所述低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料中可含有〇. 5~10. 0%的高熔點(diǎn)金屬粉末或合金粉末， 包括微米級(jí)或納米級(jí)鎳粉、銅粉、銀粉，以及SnAgCu合金和SnSb合金粉中的任意一種或兩 種以上的混合物。其原因在于，該范圍內(nèi)的高熔點(diǎn)粉末可增強(qiáng)其導(dǎo)熱性能。含量太低，導(dǎo)熱 性能增加不明顯，含量太高，成本增加且影響低熔點(diǎn)合金的冶金收縮。
[0026] 通常合金焊粉的表面都有一層氧化膜包裹，其保護(hù)著合金焊粉不被繼續(xù)氧化，但 在熔焊時(shí)，必須除去顆粒表面的氧化膜。所以錫膠中必須含有一種或幾種含有羧基的有機(jī) 酸化合物。利用改性松香中的羧基與金屬氧化物(堿性氧化物）易反應(yīng)的特點(diǎn)，讓低熔點(diǎn)合 金發(fā)生冶金收縮，實(shí)現(xiàn)剛性粒子和可變形液滴兩種存在狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，從而賦予含有低 熔點(diǎn)合金混合填料的錫膠具有其他許多導(dǎo)電膠所不具備的特殊性能。本發(fā)明利用有機(jī)酸即 改性松香中的羧基將合金焊粉在中低溫下熔融焊接，并在錫基焊粉中添加高熔點(diǎn)粉末形成 高熔點(diǎn)晶位化合物，同時(shí)利用環(huán)氧樹(shù)脂將焊點(diǎn)包覆，完成固化，加強(qiáng)焊接強(qiáng)度可靠性。在本 發(fā)明的實(shí)施方案中的改性松香，可以為含有有機(jī)酸改性松香，改性松香中的羧基可以與焊 粉的表面氧化物反應(yīng)，同時(shí)也可以通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)。改性松香的添加量 為0. 5-10. 0%，其原因在于，如果含量不足0. 5%，則低熔點(diǎn)合金焊粉無(wú)法實(shí)現(xiàn)冶金收縮，如 果含量超過(guò)10. 〇%，則會(huì)導(dǎo)致焊接固化后的耐熱強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的下降。
[0027] 作為應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)施方案中的環(huán)氧樹(shù)脂，可以為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型 環(huán)氧樹(shù)脂和苯酚型環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或兩種以上的混合物。上述環(huán)氧樹(shù)脂的比例為 5. 0~25. 0%的范圍內(nèi)，其原因在于，如果其重量百分比含量超過(guò)25. 0%，則焊接性能會(huì)下 降，影響導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。如果重量百分比含量不足5. 0%，則焊接固化后的耐熱強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng) 度會(huì)不足。
[0028] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中的固化劑，可以為咪唑類固化劑、胺類固化劑或酸酐類固 化劑中的任意一種或兩種以上的混合物。上述固化劑的百分比含量為I. 〇~15. 0%的范圍， 其原因在于，如果固化劑百分含量在上述范圍之外，則將難以充分引起固化反應(yīng)，而導(dǎo)致封 裝后的耐熱強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的下降。
[0029] 上述不可缺少的組分包括：環(huán)氧樹(shù)脂、低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料、改性松香和固化 劑。這幾種組分的具體配比的實(shí)施例和主要性能評(píng)估參數(shù)如下表1所示，從表中各實(shí)施例 可見(jiàn)，本發(fā)明所述的的焊接強(qiáng)度可靠性高，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，成本低，生產(chǎn)效率高。
[0030] 除了上述不可缺少的組分外，本發(fā)明實(shí)施方案的錫基釬焊焊料可根據(jù)需要包含添 加劑如促進(jìn)劑、觸變劑。促進(jìn)劑、觸變劑的種類和添加量并不特別加以限制，促進(jìn)劑和觸變 劑優(yōu)選占錫膠總體質(zhì)量百分比為0. 1~2. 0%或0. 1~2. 0%。
[0031] 本發(fā)明還提供了一種LED倒裝芯片封裝用的錫基釬焊焊料的制備工藝方法，包括 以下步驟：①環(huán)氧樹(shù)脂與低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料混合后經(jīng)真空攪拌5~30分鐘，組成A 組分；②依次加入固化劑、改性松香后，在三輥研磨機(jī)內(nèi)研磨至成為0~12 μ m顆粒膏狀物， 攪拌0. 5~I. 0小時(shí)至物料均勻，組成B組分；上述步驟①②的先后順序并不加以限制；③ 取A組分和B組分混合，攪拌均勻，即得到所述封裝倒置LED芯片用的錫膠。
[0032] 在實(shí)施所述步驟②時(shí)，在加入固化劑和改性松香后，還依次加入促進(jìn)劑和觸變劑， 在三輥研磨機(jī)內(nèi)研磨至成為O~12 μ m顆粒膏狀物，組成B組分；所述促進(jìn)劑為N，N-二甲 基芐胺；所述觸變劑為氫化蓖麻油；按質(zhì)量百分比計(jì)，所述促進(jìn)劑和觸變劑分別占總組分 的 0· 1 ~2. 0%。
[0033] LED倒裝芯片封裝用的錫基釬焊焊料及其制備方法的具體實(shí)施例一（以下各實(shí)施 例中的百分比均為質(zhì)量百分比)包括步驟①：5. 0~25. 0%的環(huán)氧樹(shù)脂與75. 0~95. 0%份 低熔點(diǎn)錫基焊粉混合填料，真空機(jī)械攪拌5~30分鐘，得到組分A ;步驟②：依次加入I. 0~ 15. 0%環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、0. 5~10. 0%份改性松香、0. 1~2. 0%的促進(jìn)劑、0. 1~2. 0%的觸 變劑，在三輥研磨機(jī)內(nèi)研磨至〇~12 μ m顆粒膏狀物，然后攪拌30~60分鐘，得到膏狀組 分B ;步驟③：使用時(shí)取1~2份A組分，1~3份B組分混合，攪拌均勻，即得到這種LED 倒裝芯片封裝用錫膠。
[0034] LED倒裝芯片封裝用的錫基釬焊焊料及其制備方法具體實(shí)施例二包括以下步驟： 步驟①：稱取雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂與低熔點(diǎn)焊粉Sn42Bi58混合焊粉填料真空機(jī)械攪拌10分 鐘呈膏狀，得到組分A。其中所用Sn42Bi58混合焊粉填料由95%的3# Sn42Bi58錫基焊粉 和5%的納米級(jí)鎳粉組成的均勻混合粉末。步驟②：依次加入稱量好的咪唑類固化劑、促進(jìn) 劑、觸變劑，改性松香，在三輥研磨機(jī)內(nèi)研磨至〇~12 μ m細(xì)膩的膏狀物，攪拌30分鐘，得到 組分B。其中咪唑類固化劑為二乙基四甲基咪唑、促進(jìn)劑為N，N-二甲基芐胺、觸變劑為蓖麻 油衍生物。步驟③：使用前將組分A和組分B以1:1比例混合，均勻后即得錫膠。步驟④： 將制備的錫膠點(diǎn)膠在熱沉的LED芯片位置，貼上芯片，在200°C烤箱固化10分鐘，芯片與熱 沉焊接在一起。
[0035] LED倒裝芯片封裝用的錫基釬焊焊料及其制備方法的具體實(shí)施例三包括以下步 驟：步驟①：稱取雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂與低熔點(diǎn)焊粉Sn42Bi57Agl混合焊粉填料真空攪拌30 分鐘呈膏狀，得到組分A。其中所用Sn42Bi57Agl混合焊粉填料由98. 0%的4# Sn42Bi57Agl 錫基焊粉和2.0%的納米級(jí)銅粉組成的均勻混合粉末。步驟②：稱取胺類固化劑、促進(jìn)劑、觸 變劑和改性松香，在三輯研磨機(jī)內(nèi)研磨至〇~12 μπι細(xì)膩的膏狀物，加入Sn42Bi57Agl混合 焊粉填料攪拌30分鐘，得到組分B。其中胺類固化劑為雙氰胺、促進(jìn)劑為甲基六氫苯酐、觸 變劑為蓖麻油衍生物。步驟③：使用前將組分A和組分B以1 :2比例混合均勻后即