本文關鍵詞：低溫燒結納米銀膏的制備及其性能研究

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【摘要】：隨著電子產品向微型化、高密度、大功率的方向發(fā)展,以及以Si C為代表的第三代寬帶隙半導體器件的工業(yè)化應用,研發(fā)新型的具有良好力學和導熱導電性能、高溫化學穩(wěn)定且綠色環(huán)保的連接材料及其互連技術具有重要意義。納米銀顆粒低溫燒結連接是目前用于Si C芯片封裝較為合適的解決方案,能夠實現(xiàn)低溫連接高溫服役的效果。但目前研制的納米銀顆粒的連接材料多為漿料形式,粘度較低,不能夠滿足模板印刷或針頭點注等形式的工業(yè)化應用。本文基于上述不足,探索了低溫燒結納米銀顆粒連接材料的粘度改善措施,對制備的納米銀膏和其燒結試樣進行了性能分析,系統(tǒng)研究了低溫燒結納米銀膏連接工藝、接頭微觀結構和它們與接頭力學性能之間的關系。本文采用水溶液化學還原法制備納米銀顆粒,選取了由丙二醇甲醚醋酸酯、乙基纖維素、改性氫化篦麻油和氫化松香組成的有殘留有機成分系統(tǒng)和只含有1,2-丙二醇的無殘留有機成分系統(tǒng),配制了固含量為70%的兩種粘度適用于模板印刷的低溫燒結納米銀膏。納米銀膏在250℃燒結后具有良好的導電和導熱能力,電阻率和熱導率分別為5.89μΩ·cm和367.90W/m·K。按照不同的升溫曲線采用有殘留納米銀膏在10MPa壓力下于250℃保溫30min燒結連接芯片和鍍銀銅基板,通過對互連接頭性能的分析測試,得到有機成分揮發(fā)對納米銀膏燒結連接的影響,并提出可以通過控制有機成分的揮發(fā)或分解來提高燒結接頭力學性能的方法。設計正交試驗研究了兩種納米銀膏低溫燒結連接金屬基板的連接工藝與接頭力學性能的關系,對燒結接頭進行了微觀組織觀察,結合工藝參數(shù)對有機成分揮發(fā)的影響和納米金屬顆粒低溫燒結連接原理分析了工藝參數(shù)對接頭性能的影響及其機理。
【關鍵詞】：SiC封裝 模板印刷 納米銀膏 有機物揮發(fā) 剪切強度
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.32;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-29
• 1.1 課題的來源9
• 1.2 課題的研究背景和意義9-10
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀10-27
• 1.3.1 SiC封裝方法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 納米金屬低溫燒結的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.3 低溫燒結納米銀膏的制備與連接16-24
• 1.3.4 納米銀燒結體性能的研究現(xiàn)狀24-27
• 1.4 主要研究內容27-29
• 第2章 材料及試驗方法29-39
• 2.1 試驗材料與制備29-31
• 2.1.1 納米銀顆粒的制備29-30
• 2.1.2 納米銀膏的配制30
• 2.1.3 燒結連接試樣的制備30-31
• 2.2 分析測試方法31-38
• 2.2.1 有機物粘度的測試31-32
• 2.2.2 低溫燒結納米銀膏的表征32-33
• 2.2.3 納米銀膏燒結試樣的測試33-36
• 2.2.4 納米銀膏燒結連接接頭的測試36-38
• 2.3 本章小結38-39
• 第3章 低溫燒結納米銀膏的制備及燒結工藝探索39-49
• 3.1 低溫燒結納米銀膏的制備39-42
• 3.1.1 有機成分系統(tǒng)的設計39-41
• 3.1.2 適宜粘度納米銀膏的配制41-42
• 3.2 納米銀膏熱性能分析42-43
• 3.3 有機成分揮發(fā)對納米銀膏燒結連接的影響43-47
• 3.3.1 芯片與基板燒結連接43-45
• 3.3.2 連接層內部缺陷檢測45-46
• 3.3.3 剪切強度測試46-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第4章 納米銀膏燒結結構性能研究49-56
• 4.1 納米銀膏燒結試樣性能研究49-53
• 4.1.1 導熱性能測試49-50
• 4.1.2 導電性能測試50-52
• 4.1.3 硬度測試52
• 4.1.4 熱膨脹系數(shù)測試52-53
• 4.2 I-V曲線測試53-54
• 4.3 本章小結54-56
• 第5章 納米銀膏低溫燒結連接工藝及接頭性能研究56-75
• 5.1 納米銀膏低溫燒結連接金屬基板工藝研究56-70
• 5.1.1 熱壓燒結參數(shù)范圍確定57-58
• 5.1.2 正交試驗設計58-60
• 5.1.3 正交試驗極差分析法60
• 5.1.4 正交試驗方差分析法60-62
• 5.1.5 試驗結果分析62-70
• 5.2 低溫燒結連接工藝參數(shù)對接頭性能的影響及其機理70-72
• 5.3 連接接頭表征72-74
• 5.3.1 連接界面觀察72-73
• 5.3.2 斷口分析73-74
• 5.4 本章小結74-75
• 結論75-76
• 參考文獻76-83
• 致謝83

【相似文獻】

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1 朱穎;唐善平;閆劍鋒;鄒貴生;;納米銀膏與微米銀膏燒結連接對比[J];北京航空航天大學學報;2013年04期

2 ;[J];;年期

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1 蘇姍姍;復方消銀膏對銀屑病動物模型療效及安全性研究[D];吉林大學;2016年

2 賀海英;復方消銀膏治療輕中度尋常型銀屑病臨床療效觀察[D];吉林大學;2016年

3 楊雪;低溫燒結納米銀膏的制備及其性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

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本文編號：603972