浅析分散剂对纳米银浆烧结质量的影响

  

随着互连材料的无铅化发展,低温烧结纳米银浆作为一种新型互连材料开始受到广泛关注。理论上,低温烧结纳米银浆具有很高的导电性和导热性,对于功率型电子器件来说是一种理想的互连材料。实际上,纳米银浆中存在的分散剂在低温烧结时不能彻底分解,残留的分散剂阻碍烧结的进行。因此本文的主要目的是解决纳米银浆低温烧结受阻问题,改善烧结质量。

本文以Carey-Lea方法为基础制备银纳米颗粒,通过调整制备过程中分散剂浓度及种类,研究其对银纳米颗粒分散性和烧结质量的影响。通过清洗纳米银浆使分散剂去吸附,可有效减薄颗粒表面分散剂层,从而达到改善烧结质量的目的。并对制备的银浆进行性能测试。 研究结果表明颗粒制备过程中分散剂浓度过高或过低均使颗粒分散性变差,尤其当分散剂浓度降低时,颗粒分散性显著变差,导致烧结质量变差。

分散剂的种类对颗粒的分散性和烧结质量也有较大影响,当添加分散能力弱于柠檬酸钠的巯基丙酸时,由于颗粒分散性明显变差,导致烧结质量也变差。当添加分散能力强于柠檬酸钠的焦磷酸钾时,颗粒分散性提高,但由于焦磷酸钾在银颗粒表面具有很强的吸附作用,因此不利于烧结的进行。同时,在研究过程中发现直接清洗纳米银浆可有效减薄颗粒表面分散剂层,且清洗1次的纳米银浆性能提高最显著。减薄处理后,烧结接头强度、银层的电性能、硬度、密度均较Carey-Lea有显著提高。

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