低溫燒結(jié)納米銀漿性能表現(xiàn)

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(huán)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(fā)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(jié)溫度、減少燒結(jié)裂紋并提高燒結(jié)體的致密性和熱導率成為目前納米銀漿研究的重要內(nèi)容。善仁新材的研發(fā)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(jié)。

善仁新材研發(fā)人員對混合納米銀漿的成分進行了分析，發(fā)現(xiàn)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(jié)前后組織形貌的觀察發(fā)現(xiàn)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(jié)頸并粗化長大，當加熱到230℃時，由于發(fā)生原子擴散重排，燒結(jié)組織從松枝狀結(jié)構(gòu)向3D網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，組織明顯致密化。而對燒結(jié)銀漿塊體的性能研究發(fā)現(xiàn)，隨燒結(jié)溫度升高，燒結(jié)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(qū)間，增大的趨勢更加明顯;與此同時，燒結(jié)溫度越高，燒結(jié)銀漿塊體的熱導率也跟著增大，280℃燒結(jié)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(jié)的銀漿在加熱到100℃以上時熱膨脹系數(shù)都接近于銀漿塊體的熱膨脹系數(shù)值，且高于230℃燒結(jié)的銀漿塊體因燒結(jié)過程引起的收縮對熱膨脹行為影響較小，所以呈現(xiàn)出穩(wěn)定的狀態(tài)