低溫燒結納米銀漿性能表現

電子互連焊點作為電子器件中起信號傳遞、散熱通道、機械支撐以及環境保護等多方面作用的關鍵部位，對整個電子電路和器件設備的性能有著非常重要的影響。電子互連材料的發展方向除了釬料、導熱膠和導電膠等高分子材料，較具有前景的就是低溫連接材料，而納米銀漿作為低溫連接材料因具有較好的性能而被廣泛研究。

如何降低納米銀漿的燒結溫度、減少燒結裂紋并提高燒結體的致密性和熱導率成為目前納米銀漿研究的重要內容。善仁新材的研發人員提出了混合納米銀漿的概念，采用水基化學還原法用二水合檸檬酸鈉和硝酸銀制備出直徑在80nm左右的大尺寸納米銀漿，用二水合檸檬酸鈉和七水合硫酸亞鐵的混合溶液還原出粒徑在20nm左右的小尺寸納米銀漿，并將大小尺寸的納米銀顆粒以1：9的比例均勻混合制得混合尺寸的納米銀漿。此混合銀漿能夠在150℃空氣氣氛下無壓燒結。

善仁新材研發人員對混合納米銀漿的成分進行了分析，發現混合銀漿的分散劑主要來源于小尺寸納米銀配方，這些分散劑在150℃開始分解，但是在400℃仍沒有分解完全;對混合納米銀漿混合前后、燒結前后組織形貌的觀察發現混合銀漿中小尺寸納米銀顆粒包圍大尺寸納米銀顆粒而分布，隨著加熱溫度升高，顆粒逐漸形成燒結頸并粗化長大，當加熱到230℃時，由于發生原子擴散重排，燒結組織從松枝狀結構向3D網絡狀結構轉變，組織明顯致密化。而對燒結銀漿塊體的性能研究發現，隨燒結溫度升高，燒結體密度和硬度逐漸增大，尤其在分散劑的分解溫度和原子擴散重排溫度區間，增大的趨勢更加明顯;與此同時，燒結溫度越高，燒結銀漿塊體的熱導率也跟著增大，280℃燒結銀漿的熱導率已達到144W/(m·K);熱膨脹行為分析也指出150℃、200℃、250℃三個溫度燒結的銀漿在加熱到100℃以上時熱膨脹系數都接近于銀漿塊體的熱膨脹系數值，且高于230℃燒結的銀漿塊體因燒結過程引起的收縮對熱膨脹行為影響較小，所以呈現出穩定的狀態