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随着环境温度的升高,有机包覆层开始逐渐挥发或分解。由于具有的表面能,失去表面包覆层的纳米银颗粒无法继续保持稳定,与周围颗粒之间形成烧结颈,进而形成具有块体银性质的烧结体。纳米银颗粒的烧结主要通过各种不同类型的扩散来实现。
善仁新材复合纳米银膏烧结体导热性能的研究
在电子领域,用于连接芯片和散热基板,降低其接触热阻并提高器件散热性能的材料被称为热界面材料。近年来第三代半导体技术的飞速发展给热界面材料的性能带来了的挑战:
然而,现阶段用作热界面材料的纳米银膏通常由单一尺寸的纳米银颗粒和有机物混合而成,其烧结体存在孔隙率高、晶粒尺寸小等问题,导致其烧结体热导率相较于理论热导率还有广阔的提升空间。
复合纳米银膏烧结互连结构可靠性研究
现阶段对于纳米银膏烧结体在较高温度区间的热膨胀行为还鲜有研究,对于纳米银在其烧结温度的环境中长期服役的可靠性研究尚不充分。在已有的研究中,纳米银膏的服役可靠性往往是在低于或接近于其烧结温度的条件下测试的,而第三代半导体器件的服役温度往往纳米银膏的烧结温度。
善仁新材研究表明:由于单一尺寸纳米银膏的烧结体孔隙率高、晶粒尺寸小,当服役温度其烧结温度时纳米银烧结体有可能会发生继续烧结,从而引起烧结体收缩,使得界面间的热机械应力骤然增大,进而导致器件失效。
一是复合纳米银烧结体与其它单一尺寸纳米银烧结体相比,其孔隙率始终保持低(在室温至270℃的烧结温度范围内孔隙率基本保持在13.5%左右);二是复合纳米烧结银烧结体晶粒尺寸在烧结温度130℃后,始终大于其它单一尺寸纳米银膏(烧结温度为270℃的复合纳米银膏烧结体的平均晶粒尺寸为56.8nm);三是复合纳米银膏烧结体中存在大量的共格孪晶,孪晶界有利于提高烧结体导热性能。
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