發(fā)布時(shí)間：2021-02-10 09:50

　　納米連接材料可以很好地滿足大功率器件的封裝要求,由于納米連接材料微觀結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)焊盤存在較大差異,導(dǎo)致其在使用過(guò)程中存在微觀尺度的不兼容。為了更好地實(shí)現(xiàn)低溫連接高溫服役的目的,在傳統(tǒng)銅焊盤表面直接電沉積制備了Ni納米陣列,并對(duì)Ni納米陣列表面化學(xué)鍍銀工藝進(jìn)行了研究,通過(guò)SEM、AFM等手段分析了不同清洗工藝、鍍液組成、施鍍溫度和時(shí)間對(duì)Ag鍍層微觀結(jié)構(gòu)的影響。得到的Ni/Ag表面納米結(jié)構(gòu)與納米銀連接材料進(jìn)行直接熱壓燒結(jié)連接,接頭剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明,其剪切強(qiáng)度較銅焊盤接頭提高了14倍。 

【文章來(lái)源】：材料保護(hù). 2020,53(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

Ni納米陣列的微觀結(jié)構(gòu)形貌

將Ni納米陣列置于化學(xué)鍍銀液中進(jìn)行2 min的化學(xué)鍍銀后，得到的表面形貌見(jiàn)圖2。從圖2可以看出，Ag離子在Ni納米陣列表面進(jìn)行了還原，在Ni納米陣列表面覆蓋了一層Ag層，由于Ni納米陣列的單體為納米針錐，Ni納米針錐不同位置的化學(xué)能有明顯的差異，針錐頂部的化學(xué)反應(yīng)活性遠(yuǎn)高于針錐底部，導(dǎo)致針錐頂部?jī)?yōu)先進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)，形成了頂部為Ag的Ni納米針錐結(jié)構(gòu)，Ag和Ni之間存在明顯的電位差，形成了局部的腐蝕原電池，后續(xù)還原的Ag原子繼續(xù)在針錐的頂部沉積，形成了圖中針錐頂部的類似銀球結(jié)構(gòu)。從圖2可以看出，Ni納米針錐頂部形成的Ag納米球的尺寸為300 nm左右，很大程度上破壞了Ni納米陣列的微觀結(jié)構(gòu)，增大了焊盤微觀結(jié)構(gòu)的尺寸，不利于后續(xù)與納米連接材料的燒結(jié)。為了實(shí)現(xiàn)Ni納米陣列表面Ag層原位沉積，保證納米陣列的微觀結(jié)構(gòu)，需優(yōu)化Ni納米陣列表面化學(xué)鍍銀的工藝，分別就添加劑殘留、Ag鹽濃度、施鍍溫度和時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)Ag納米陣列微觀結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究。

首先分析有機(jī)物殘留對(duì)鍍層形貌的影響。在鍍鎳過(guò)程中使用了較高濃度的有機(jī)添加劑，水洗后可能仍有部分殘留在鎳層表面，阻擋針錐底部區(qū)域與化學(xué)鍍銀溶液接觸，導(dǎo)致Ni針錐頂部形成過(guò)大的銀球，在鍍銀前將Ni納米陣列放入乙醇中超聲清洗3 min，并用去離子水沖洗以去除可能殘留的有機(jī)添加劑。圖3為不同清洗方式Ag層的微觀形貌對(duì)比。從圖3可以看出，經(jīng)乙醇超聲清洗后銀鍍層的粒徑為257 nm，與未清洗前銀鍍層顆粒270 nm相比略有降低，這說(shuō)明有機(jī)物殘留對(duì)微觀形貌的影響不明顯，乙醇超聲清洗可以在一定程度上降低Ag層的微觀粒徑。2.2.2 Ag鹽濃度對(duì)Ag層微觀結(jié)構(gòu)的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米銀與納米銅混合焊膏用于電子封裝低溫?zé)Y(jié)連接[J]. 張穎川,閆劍鋒,鄒貴生,白海林,劉磊,閆久春,ZHOU Yunhong.  焊接學(xué)報(bào). 2013(08)

碩士論文
[1]基于微納米陣列材料的低溫互連技術(shù)研究[D]. 徐坡.上海交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3027180