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北京飛馳科學(xué)儀器有限公司
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燒結(jié)銀膠在半導(dǎo)體中使用廣泛，其應(yīng)用主要集中于高功率、高溫、高可靠性場景，如光電子器件封裝、航空航天、汽車電子等領(lǐng)域。
但是，在高溫的嚴(yán)苛環(huán)境下，燒結(jié)銀膠仍有著嚴(yán)重的孔洞以及氧化問題，最終導(dǎo)致接點(diǎn)劣化。現(xiàn)在，利用行星式球磨機(jī)所提供的機(jī)械合金技術(shù)，制備出新型的銀銦合金(Ag-In alloy)膠。銀銦合金具有更優(yōu)的熔融態(tài)流動性，可填充微小間隙，減少界面空洞；且由于銦的加入，可抑制銀的硫化/氧化，在高溫高濕環(huán)境中具備更強(qiáng)的抗腐蝕性。
Ag-In合金制備方法
行星式球磨機(jī)
PULVERISETTE 7 加強(qiáng)型
設(shè)備：行星式球磨機(jī)PULVERISETTE 7 加強(qiáng)型
研磨材質(zhì)：氧化鋯
樣品：A：銀粉B：銀粉+20%銦粉
球料比：7.5：1
轉(zhuǎn)速：600rpm
時(shí)間：10h
將罐內(nèi)樣品以500目過篩后，再制備成黏著膠。
SEM/TEM 結(jié)果
（a）處理前 Ag 粉
（b）處理前 In 粉
（c）處理后 Ag 樣品
（d）處理后 Ag-In 樣品
研磨后得到的合金具有納米晶nanocrystalline結(jié)構(gòu)。
推測此結(jié)構(gòu)來自于行星式球磨機(jī)持續(xù)提供給Ag與In粉末的高能量，造成大量的晶粒邊界累積而成。
粒徑分布 結(jié)果
經(jīng)過研磨之后的Ag-In與Ag，粒徑明顯均得到明顯細(xì)化。以主要的粒徑成分來看，分別從28μm細(xì)化至13μm以及約6μm。由于Ag粉/In粉本身具有延展性，故在研磨過程會產(chǎn)生冷焊效應(yīng)，造成明顯的團(tuán)聚，可通過添加適當(dāng)?shù)挠仓醽碛行У匾种啤?/span>
剪切力測試 結(jié)果
所有測試均在300℃的高溫下進(jìn)行，上圖為在高溫存儲時(shí)間50h、100h、1000h與2000h四個階段的材料剪切力變化趨勢。
實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論
? 純銀膠因?yàn)榭锥葱∮阢~金屬所需的擴(kuò)散路徑，雖然沒有產(chǎn)生Cu2O的問題，但無法避免孔洞隨著HTS時(shí)間增加而擴(kuò)大的現(xiàn)象，因此在機(jī)械性質(zhì)上不穩(wěn)定，高溫穩(wěn)定度也不理想。? 20MPa條件下的Ag-In膠由于較高的鍵合壓力，改善了銅擴(kuò)散的問題，并且In本身可抑制孔洞擴(kuò)大的現(xiàn)象，在元件特性上有明顯提升。? 通過 FRITSCH 的高能行星式球磨機(jī)，創(chuàng)造了一種嶄新的機(jī)械合金方法，利用此方法得到的組件，在界面空洞控制、機(jī)械柔性與抗熱疲勞、長期化學(xué)穩(wěn)定性等方面，具有更強(qiáng)的性能，在半導(dǎo)體相關(guān)材料的研發(fā)上擁有極高的潛力。
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