低温回流高温服役的锡填充泡沫银材料制备和性能研究

发布时间：2020-05-17 16:41

【摘要】：随着电子器件集成度越来越高,以及汽车、航天等工业的不断发展,芯片需要承受更大的电流密度以及更高的服役温度。单晶硅材料的芯片在高于150℃的条件下就无法稳定工作,第三代半导体材料碳化硅(SiC)取代Si可以适应高温大功率器件的应用,SiC材料可以在超过300℃的极端环境下正常工作。但是传统的钎料熔点低,不适用于高温工作条件,芯片贴装面临挑战。本课题的目标是开发一种可用于高温服役的新型钎料,以充分发挥第三代半导体材料的耐高温特性。本论文研究制备了一种三维网络结构的泡沫银材料,利用熔融Sn基钎料的毛细作用填充进泡沫银内部孔洞,可以实现低温回流、高温服役的目标。分别通过直接压片法、电镀法、脱合金法得到不同形貌的泡沫银预制片,研究了压力、电镀时间、合金体系、合金成分以及反应温度等对于泡沫银结构的影响。直接压片法通过控制压片压力为4 MPa能够得到厚度较为合适的泡沫银预制片。电镀法是对直接压片法的改进,通过在原始泡沫银材料的Ag骨架表面沉积一定厚度的Sn,再经过30 MPa压力压片处理,最终得到孔洞分布均匀、孔径尺寸合适的泡沫银预制片。脱合金法以不同的二元合金体系Ag-Al、Ag-Mg为原始材料,使用7.5wt%的稀盐酸溶液腐蚀去除活泼金属Al、Mg,得到孔径尺寸200 nm~600 nm的泡沫银预制片,并分析了不同合金体系、合金的成分以及反应温度对于泡沫银预制片孔径尺寸、孔隙率等的影响。将制备的泡沫银预制片进行回流焊接,确定了回流焊接工艺参数。对焊缝性能进行了表征,使用直接压片法、电镀法、脱合金法制备的泡沫银预制片,室温下剪切强度分别为41.96 MPa、43.67 MPa、14.91 MPa,对于电镀法在300℃下剪切强度达到20.13 MPa;在电阻率分别为6.13μΩ·cm、4.38μΩ·cm、8.44μΩ·cm;电镀法制备的泡沫银预制片热导率在30℃、300℃下分别为71.63 W·m~(-1)·K~(-1)、66.88 W·m~(-1)·K~(-1)。本论文中所制备的材料具有优良的力学、导电、导热性能。
【图文】：

图 1-1 导电胶粘接结构图[16]究，，目前主要集中在优化固化工艺，研理论的研究。17]首先制备了附着纳米银粒子的微米银片m 的纳米银团簇，并将之与传统导电胶混

Cu-Sn、Au-Sn、Au-In固液互扩散系统
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN304

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 李少光;孙锋;樊朝辉;杨胜甲;李婷婷;;多孔莫来石制备方法研究进展[J];中国陶瓷;2015年08期

2 梁云;李世鸿;金勿毁;李俊鹏;;导电胶的研究进展[J];贵金属;2015年01期

3 马缓;齐暑华;张帆;史金玲;;复合填料/聚丙烯酸酯导电压敏胶的制备与性能[J];化工进展;2014年07期

4 韩江凌;刘文;邵康宸;王娜;李会录;;高导热EP/铜粉导电胶的研制[J];中国胶粘剂;2014年06期

5 周良杰;黄扬;吴丰顺;夏卫生;付红志;王世X ;刘哲;;电子封装用纳米导电胶的研究进展[J];电子工艺技术;2013年01期

6 杨小健;何为;王守绪;周国云;唐耀;;石墨/炭黑/改性树脂导电复合材料的电学性能研究[J];化工新型材料;2012年02期

相关硕士学位论文 前3条

1 王帅;功率器件芯片粘贴用Cu@Sn核壳结构高温钎料研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 李颖颖;纳米多孔银及复合多孔材料的制备、结构表征与催化性能[D];山东大学;2010年

3 黄八零;一种新型导磁导电浆料的制备和性能研究[D];华中科技大学;2007年

本文编号：2668863