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在如上所述的电子零器件的小型化、高功能化的进展中,半导体元件的发热量具有增大的倾向。然而,若电子零器件长时间暴露在高温环境下,则寿命急剧减少。因此,对于芯片粘接材料散热的要求越来越高。
为此,国内外各大公司都开始研发低温烧结银。其原理是将银烧结到一起,提供导热通路,得到高导热系数。目前市场上广泛使用的导电银品牌包括善仁新材,SHAREX,ALWAYSTONE,京瓷等。
善仁新材烧结银烧结一般可以分为初期、中期和后期,它们之间没有明显界限。
烧结初期,颗粒在烧结驱动力的作用下会进行一定的重排,增加接触面积,生成烧结颈(necks),烧结初期一直持续到烧结颈的直径达到颗粒直径的0.4~0.5倍。
终阶段时孔洞变得不稳定,相互融合产生更大孔洞。多晶材料中的烧结机理,只有晶界处和烧结颈的缺陷处的体积扩散(volume diffusion)才能产生致密化。
但是以利用纳米粒子进行烧结接合的金属而言,相较于银,铜较容易变成氧化状态,且使用比表面积较大的纳米粒子,氧化倾向就更为显著,氧化被膜一旦生成,将进而导致接合时的阻碍,也因此氧化被膜的生成提高了铜烧结技术的难度。
然而善仁新材开发的烧结铜在金属材料中加入了溶剂、添加剂等材料,使内部形成产生还原性气体的构造,借此解决了氧化被膜的问题,实现了理想的粘结性能。