銀納米顆粒的制備及其連接性能的研究.pdf

1、隨著大功率電子元器件的發(fā)展，電子行業(yè)對熱界面材料的要求越來越高。傳統(tǒng)的釬料以及導(dǎo)電膠由于自身的限制已經(jīng)無法滿足大功率元器件封裝的需求。銀納米顆粒由于其特有的納米尺度而具有較高的表面活性能，能顯著降低燒結(jié)溫度，因而可以在較低溫度下進(jìn)行連接。銀在所有物質(zhì)中具有最高的電導(dǎo)率，同時其熱導(dǎo)率也居于所有金屬之首，更適用于大功率器件的封裝。本文的研究內(nèi)容是選用合理的反應(yīng)體系制備銀納米顆粒，并對制取的銀納米顆粒的連接性能進(jìn)行分析討論。
　　銀納米

2、顆粒的制備采用的是液相還原法，分別采用有機(jī)溶液體系和水溶液體系來制備銀納米顆粒，得到了形貌與粒徑不同的兩種銀顆粒，綜合比較，利用硫酸亞鐵和檸檬酸鈉水溶液制取的銀納米顆粒分布在20~50nm之間，均為球狀顆粒，通過X射線衍射圖譜證明制備的是純相單質(zhì)銀，更為適合使用要求。
　　銀納米顆粒連接銅基板主要依靠的是銀納米顆粒與基銅板表面銀鍍層之間的擴(kuò)散，利用銀納米顆粒的沉淀連接的銅基板在150℃、200℃燒結(jié)后的剪切強(qiáng)度分別可達(dá)16.12M

3、Pa、24.26MPa。通過 EDS能譜分析發(fā)現(xiàn)剪切斷裂沒有發(fā)生在固定的橫截面上，而是斷裂在連接強(qiáng)度最弱的位置，這證明銀納米顆粒在低溫下的燒結(jié)銀層具有較高的連接強(qiáng)度。
　　對燒結(jié)銀層橫截面與不同深度界面的觀測，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部并無明顯的氣孔等缺陷，界面連接狀況良好，燒結(jié)銀層的中間位置質(zhì)量高于邊緣位置。銀納米顆粒150℃燒結(jié)成的銀塊的熱導(dǎo)率為37.83W/(m.K)，200℃時為31.49W/(m.K)，高于常用導(dǎo)電膠的熱導(dǎo)率，但是仍有待進(jìn)