纳米银浆和传统组装方式对比


在电子封装领域,纳米银浆最先被应用在大功率封装领域中。Guo-Quan Lu等人采用30nm-50nm的纳米银浆在275℃无压状态下获得了良好的烧结接头。接头的致密度可高达80%,剪切强度达到20MPa。烧结层的热传导率是普通共晶焊料的5 倍以上,这种由纳米Ag 烧结层构成互连层的芯片基板互连技术是一种潜在的适合宽禁带半导体器件(SiC或GaN)的技术。此外接头还可承受300℃下,400小时的温度存储试验。

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日本バソド化学公司2003年开发成功一种纳米银浆(粒径数10nm),这种银浆适用于树脂系印刷电路板,可低温烧成并保持低的电阻率,作为印刷电路板的微细电路构成将获得实际应用。银的熔点为961℃,而这种银浆的熔点仅有100~150℃,可以用于各式各样的印刷电路板贴装。

Bai John G等人将含30 nm 纳米银粉的焊膏加热到280℃,其密度可以达到全密度的80%。该烧结的多孔银粉焊膏的热传导率240W/(K·m),电导率约为3.8×105S/cm,弹性模量为约9 GPa,拉伸强度为43 MPa。这种材料的物理性能远远优于普通钎料合金材料的性能,更适合应用于高可靠性领域。

Daisuke Wakuda, Keun-Soo Kim等人通过化学方法制备出纳米银,其平均直径不到10nm。然后在其中加入少量烷基胺制备出纳米银浆。这种纳米银浆可在室温下烧结,烧结时间在30min内,提高烧结温度可加速烧结过程并进一步降低接头的电阻率。23℃烧结接头的电阻率低至4.9×10-6Ωm,150℃烧结接头(图9所示)的电阻率可低至3.2×10-7Ωm。接头的剪切强度可达8MPa。美中不足的是接头在烧结时需要大约1MPa的压力。在一定程度上限制了其应用发展。