近年來,電子工業(yè)迅速發(fā)展,因而對(duì)微電子系統(tǒng)提出了多功能化,高密度化和高性能化的要求。這就必然要求大功率設(shè)備的內(nèi)部芯片有更高的功率密度,以及能夠承受更高的服役溫度。根據(jù)傳統(tǒng)軟釬焊互連要求,焊料熔點(diǎn)必須高于焊點(diǎn)的服役溫度;所以服役溫度要求越高,就需選擇更高熔點(diǎn)的焊料,也就需要提高焊接溫度,但是過高的焊接溫度不僅會(huì)損傷元器件,還會(huì)帶來更多的能源損耗。目前能用來解決電子互連高溫服役問題的主要有3種方法:高熔點(diǎn)焊料合金,納米金屬漿料燒結(jié),瞬時(shí)液相擴(kuò)散焊（TLP）。但是,高熔點(diǎn)材料,如鉛基焊料,鋅基焊料和金基焊料,分別存在環(huán)境毒害作用、易氧化、高成本等問題;微納米顆粒雖然可在低于其塊體金屬熔點(diǎn)的溫度下燒結(jié),但接頭內(nèi)部孔隙率較高,價(jià)格昂貴,所需保溫時(shí)間長(zhǎng),并且常常需要加壓。TLP技術(shù)雖然可以在正常軟釬焊溫度條件下獲得高熔點(diǎn)焊點(diǎn),但I(xiàn)MC形成速度太慢,生產(chǎn)效率較低。由于上述原因,現(xiàn)有封裝材料及技術(shù)無法完全滿足電子系統(tǒng)對(duì)性能和可靠性的綜合封裝需求。因此,研發(fā)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)低溫互連、高溫服役性能的連接材料和技術(shù)成為大勢(shì)所趨。本課題結(jié)合微納米金屬漿料燒結(jié)和TLP冶金兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì),創(chuàng)新性地將IMC形成所需物... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型的功率器件封裝示意圖

圖 1-2 導(dǎo)電銀膠 SEM 圖像[35]，導(dǎo)電膠還不適合作為新一代大功率高密度器件的先，膠的固化時(shí)間長(zhǎng)；其次膠在高溫下容易碳化，性能；目前導(dǎo)電膠導(dǎo)熱最高為 25 W/(m·K)，導(dǎo)熱性并且其導(dǎo)電性能也差。結(jié)技術(shù)金屬燒結(jié)的低溫連接技術(shù)（LTJT，Low Temp一種可以在低溫下形成高熔點(diǎn)焊點(diǎn)的冶金互連技膠，其工藝溫度低，接頭性能好，是一種非常有。該技術(shù)主要是根據(jù)納米顆粒的小尺寸效應(yīng)，其表級(jí)別而提高。納米顆粒的燒結(jié)溫度可以大大低于塊到具有塊體金屬熔點(diǎn)的燒結(jié)接頭[41]。屬相比，納米結(jié)構(gòu)貴金屬材料，特別是銀，由于其熱傳導(dǎo)率的結(jié)合，得到了廣泛的研究。在納米結(jié)構(gòu)

01 2R R G / A T（1-γ ——超額自由能；1,R2——曲面接觸點(diǎn)曲率半徑；0P ——表面的壓強(qiáng)。表面能不僅與曲率有關(guān)，還與斷裂化學(xué)鍵的能量有關(guān)；燒結(jié)過程的驅(qū)動(dòng)表面能的降低過程，因而當(dāng)顆粒尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力會(huì)提高通常在燒結(jié)的情況下，燒結(jié)過程受燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間的控制。材料的燒溫度為：Ts Tm；其中Ts 為燒結(jié)溫度，Tm 為熔化溫度。雖然燒結(jié)過程在大多數(shù)情況下沒有熔化，但 NPs 中 Tm 含量的降低會(huì)導(dǎo)結(jié)溫度的降低[43]。.2.3.2 納米顆粒連接機(jī)制由于尺寸的影響，納米材料在連接過程中會(huì)表現(xiàn)出比塊體材料更大的活性為尺寸較小，顆粒的比表面積更大，材料熔點(diǎn)，粒徑尺寸與表面原子百分總趨勢(shì)如圖 1-3。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Cu/Sn/Cu超聲-TLP接頭的顯微組織與力學(xué)性能[J]. 劉積厚,趙洪運(yùn),李卓霖,宋曉國(guó),董紅杰,趙一璇,馮吉才.  金屬學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]基于反相微乳液體系制備低溫?zé)Y(jié)納米銀漿的工藝方法[J]. 陳薪宇,張平,蔡苗,陳顯平,楊道國(guó).  電子元件與材料. 2016(03)
[3]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)
[4]微電子封裝用金錫合金釬料[J]. 劉澤光,陳登權(quán),羅錫明,許昆.  貴金屬. 2005(01)
[5]鉍在銀基釬料中的行為和影響[J]. 薛松柏,錢乙余,胡曉萍,郝和銘,顧文華.  焊接學(xué)報(bào). 1998(04)
[6]銅導(dǎo)電膠老化性能的研究[J]. 陳治中,許佩新,謝文明.  材料科學(xué)與工程. 1998(02)

博士論文
[1]Cu@Sn核殼粉體制備及其高熔點(diǎn)焊縫的性能與組織演變[D]. 胡天麒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]納米銀漿低溫快速燒結(jié)機(jī)理及其接頭性能研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3144096