隨著第三代半導(dǎo)體和大功率電子器件的發(fā)展，其能量密度、功率密度不斷提高，對(duì)于新型互連材料及先進(jìn)封裝的要求也不斷提高。其中，高壓高電流以及高溫下的互連材料穩(wěn)定性對(duì)器件的整體可靠性極為重要，要求互連材料有高熔點(diǎn)、高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱率、高機(jī)械強(qiáng)度外，對(duì)于材料間的CTE匹配的要求也極其重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，以焊接及引線鍵合的傳統(tǒng)材料工藝存在熔點(diǎn)低、高溫蠕變失效、引線纏繞、寄生參數(shù)等無法解決的問題，新型互連材料正從焊接向燒結(jié)技術(shù)發(fā)展。當(dāng)金屬顆粒尺寸降低到納米尺寸時(shí)，其比表面積和表面能會(huì)顯著提高，化學(xué)活性高，如納米尺寸的銀顆?？梢栽?00?300℃下燒結(jié)長(zhǎng)大，遠(yuǎn)低于塊體銀的熔點(diǎn)(961℃)，這樣就有望實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)、高溫服役的目標(biāo)。通過減小燒結(jié)顆粒的尺寸，施加燒結(jié)壓力，降低燒結(jié)溫度，納米金屬顆粒燒結(jié)技術(shù)已經(jīng)成為功率半導(dǎo)體器件新型互連材料中最有前景的技術(shù)。

然而，在燒結(jié)工藝流程中，特別是在有壓情況下的燒結(jié)過程中，用于印刷所使用的金屬膏會(huì)因?yàn)閴毫Φ脑蚨绯鲂酒?，?dǎo)致燒結(jié)層厚度急劇減小，燒結(jié)層厚度不能控制。特殊形狀印刷的金屬膏體，在合適壓力下會(huì)延展鋪滿整個(gè)芯片，理論上不會(huì)溢出。然而，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，通常是一批芯片同時(shí)燒結(jié)，或者同一模塊多芯片燒結(jié)，燒結(jié)設(shè)備施加給每顆芯片的壓力存在一定誤差，是不均勻的，導(dǎo)致燒結(jié)層的厚度不均。特別是對(duì)于多芯片模塊，燒結(jié)層厚度不均將導(dǎo)致電感、電阻、散熱的不均，導(dǎo)致可靠性降低。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的燒結(jié)層厚度不均勻所導(dǎo)致的電感、電阻、散熱的不均的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種骨架支撐金屬膜，包括：納米金屬膏，骨架；骨架由納米線、納米棒交叉或由泡沫金屬形成，形成的所述骨架具備孔洞，孔洞的直徑大于納米金屬膏內(nèi)金屬粒子的的最大粒徑；骨架支撐金屬膜包括所述骨架與納米金屬膏結(jié)合成的共晶材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種骨架支撐金屬膜的制備方法，包括：S1：由納米線、納米棒交叉或由金屬發(fā)泡形成骨架預(yù)制件；S2：切割骨架預(yù)制件形成固定形狀；S3：融合納米屬膏與骨架，形成骨架支撐金屬膜。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種采骨架支撐金屬膜的燒結(jié)方法，包括：S1：在基板上放置骨架支撐金屬膜或在基板上放置骨架，并將納米金屬膏印刷和/或填充至骨架中；S2：在印刷有納米金屬膏的骨架上放置芯片，或?qū)⒐羌苤谓饘倌みM(jìn)行預(yù)燒結(jié)后在其上放置芯片；S3：在5?30MP壓力、200℃?300℃和保護(hù)性氣體氛圍下進(jìn)行燒結(jié)。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下：

1.本發(fā)明采用金屬膏填充骨架用于電氣互連的燒結(jié)層，在壓力燒結(jié)情況下，骨架的存在將金屬膏體保留在燒結(jié)層中不會(huì)溢出。同時(shí)，骨架的形變量小于純膏體的形變量，壓力不均的情況下，多芯片燒結(jié)層的厚度方差將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于純膏體的燒結(jié)層厚度方差，從而保證器件的均勻性，提高器件的可靠性。

2.金屬膏中的納米、微米顆粒價(jià)格高。骨架的孔洞架構(gòu)大于顆粒的粒徑，其價(jià)格更低。在燒結(jié)層厚度一致情況下，骨架的使用，將會(huì)降低整體成本。