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低温烧结银的关键技术

2007-05-10

低温烧结银‍是目前一项十分先进的烧结工艺技术,它加油油节能降耗以及改善烧结矿冶金性能两项优点,它不但解决了传统烧结方法透气性差、能耗高、系数低、烧结矿质量差等问题,而且解决了烧结工艺设备投资法、占地多等老企业实施难度大等问题,今天小编就带大家快速了解一下低温烧结银的‍关键性技术有哪些。

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1、烧结温度

纳米银焊膏烧结体的致密度和烧结颈均随着烧结温度的提高而增强,晶粒的尺寸也明显增大,纳米银与铜基体的界面层厚度增加,界面处可能会氧化。焊接接头的剪切强度与烧结温度之间均呈现正相关的趋势,即剪切强度随着烧结温度的提高而增强。

2、烧结压力

适当的烧结压力对接头力学性能的提高主要表现在以下几个方面: 一是增强纳米银焊膏与基板之间的接触,促进焊膏中的银原子与基板中铜原子的相互扩散; 二是额外施加的压力有助于接头界面处银颗粒的重排,提高界面处的颗粒填充密度,从而降低接头组织的孔隙率。但是,过高的烧结压力除了可能会损坏芯片外,过于致密的界面接触。

有可能抑制焊膏中有机物的分解,从而降低烧结效率,增加接头内部有机物的残留。额外施加的压力不利于在规模化生产中利用已有的焊接炉设备,且过大的压力不利于简化封装工艺以及提高封装过程的自动化。分研究者尝试在无压力条件下进行纳米银焊的烧结

3、烧结气氛

纳米银焊膏的烧结过程只有在纳米颗粒表面的有机物包覆层分解后才能进行,因此烧结气氛中存在一定含量的氧是必须的,烧结过程中氧含量太低将无法使焊膏中的有机物完全分解挥发,影响焊接接头的致密性。但烧结气氛中过高的氧含量将会导致铜基材表面生成铜的氧化物,在应力作用下容易成为裂纹源,从而降低接头的力学性能。

随着电子产业的发展,电子产品正在向着质量轻、厚度薄、体积小、功耗低、功能复杂、可靠性高这一方向发展。这就要求功率模块在瞬态和稳态情况下都要有良好的导热导电性能以及可靠性,而低温烧结银‍的出现很好地顺应了电子产品对各项技术指标的新要求。