銅導體漿料及其燒結工藝的研究
發(fā)布時間：2021-03-08 21:21
電子漿料作為電子元器件的基礎材料,其需求量大、要求高。隨著貴金屬資源的稀缺及其日益增長的價格,研發(fā)性能優(yōu)越、價格低廉的賤金屬漿料成為急需解決的問題。銅具備比金更加優(yōu)異的高頻特性和導電性,并且沒有銀離子遷移的問題,使銅漿成為新的研究熱點。本文研究了銅漿用密實銅粉的制備方法和銅漿的燒結工藝,以期制備出附著力高、導電性好的致密銅膜。利用XRD、SEM、TG-DSC、激光粒度分析儀、氮吸附比表面儀等對樣品進行了表征,分析了銅粉及燒結工藝對銅膜微觀結構和性能的影響。采用液相還原兩步法制備銅粉,以氧化亞銅顆粒為前驅體,考察了氧化亞銅對銅粉粒徑、形貌及性能的影響。同時探討了銅粉的振實密度對銅膜微觀結構和性能的影響。結果表明：在不同葡萄糖濃度和PVP加入量的條件下,可以制備出粒徑不同的立方體、球形和八面體氧化亞銅顆粒。以立方體氧化亞銅為前驅體制備的銅粉更密實,得到的銅粉為球形、分散性好、比表面積小、粒徑分布窄,其振實密度達到4.0g/cm3,適用于導電銅漿。而采用高振實密度銅粉燒結制備的銅膜,其膜層致密度高、附著力大、方阻小、可焊性良好。通過考察升溫速率,燒結溫度和保溫時間等燒結條件,得到了較優(yōu)的銅漿燒結工藝：低溫段(23-500℃)升溫速率為75℃/min；高溫段(500-850℃)升溫速率為70℃/min；燒結溫度為850℃；保溫時間為8min。在此燒結工藝下制備的銅膜具備組織致密、附著力高、方阻小、可焊性良好等特點,其中附著力為0.944kg/mm2,方阻為2.1mΩ。
本文編號：2107128
【文章來源】：昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 銅導體漿料簡介
1.2.1 銅導體漿料的分類
1.2.2 銅導體漿料發(fā)展歷史
1.2.2.1 國外發(fā)展歷史
1.2.2.2 國內發(fā)展歷史
1.2.3 銅導體漿料的應用和研究
1.2.3.1 固化型銅導體漿料的應用和研究
1.2.3.2 燒結型銅導體漿料的應用和研究
1.2.4 燒結型銅導體漿料組成的研究和進展
1.2.4.1 導電相
1.2.4.2 粘結相
1.2.4.3 有機載體
1.3 存在的問題
1.4 本課題的研究背景和研究意義
1.5 本課題的研究內容
第二章 實驗理論基礎
2.1 前驅體和銅粉制備的理論基礎
2.1.1 晶體的形核與生長
2.1.2 形貌控制機理和方法
2.1.2.1 形貌控制機理
2.1.2.2 形貌控制方法
2.1.3 粒徑控制機理和方法
2.1.3.1 粒徑控制機理
2.1.3.2 粒徑控制方法
2.2 燒結銅膜制備的理論基礎
2.2.1 銅導體漿料的燒結機理
2.2.1.1 有機載體揮發(fā)
2.2.1.2 粘結相軟化燒結
2.2.1.3 粘結相帶動導電相重排
2.2.1.4 導電相溶解沉淀
2.2.1.5 液相固化收縮
2.2.2 燒結銅膜的導電機理
第三章 實驗方法
3.1 實驗原材料和儀器設備
3.2 前驅體和銅粉的制備工藝
3.3 燒結銅膜的制備工藝
3.4 表征與測試
3.4.1 前驅體和銅粉的表征及測試
3.4.2 燒結銅膜的表征及測試
第四章 銅導體漿料用密實銅粉的制備
4.1 前驅體的制備
4.1.1 實驗過程
4.1.2 前驅體物相分析
4.1.3 葡萄糖濃度對前驅體的影響
4.1.4 PVP加入量對前驅體的影響
4.1.4.1 葡萄糖濃度為0.5mol/L的條件下PVP加入量對前驅體的影響
4.1.4.2 葡萄糖濃度為0.7mol/L的條件下PVP加入量對前驅體的影響
4.1.4.3 葡萄糖濃度為1.0mol/L的條件下PVP加入量對前驅體的影響
4.2 銅粉的制備
4.2.1 實驗過程
4.2.2 銅粉的物相分析
4.2.3 前驅體對銅粉的影響
4.2.3.1 前驅體對銅粉粒徑和形貌的影響
4.2.3.2 前驅體對銅粉密度的影響
4.2.3.3 前驅體對銅粉比表面積的影響
4.2.4 銅粉形成機理分析
4.3 燒結銅膜的制備
4.3.1 實驗過程
4.3.2 銅粉的振實密度對銅膜的影響
4.3.2.1 銅膜SEM分析
4.3.2.2 銅膜性能分析
4.4 本章小結
第五章 銅導體漿料燒結工藝的研究
5.1 實驗過程
5.2 升溫速率對銅膜的影響
5.2.1 低溫段（23-500℃）升溫速率對銅膜的影響
5.2.1.1 銅膜SEM分析
5.2.1.2 銅膜性能分析
5.2.2 高溫段（500-850℃）升溫速率對銅膜的影響
5.2.2.1 銅膜SEM分析
5.2.2.2 銅膜性能分析
5.3 燒結溫度對銅膜的影響
5.3.1 銅膜SEM分析
5.3.2 銅膜性能分析
5.4 保溫時間對銅膜的影響
5.4.1 銅膜SEM分析
5.4.2 銅膜性能分析
5.5 本章小結
第六章 結論
致謝
參考文獻
附錄 （攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文）
參考文獻
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本文編號：2107128
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