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FRITSCH飛馳儀器球磨-制備新型銀銦合金膠材料

燒結銀膠在半導體中使用廣泛,其應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、汽車電子等領域。

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但是,在高溫的嚴苛環境下,燒結銀膠仍有著嚴重的孔洞以及氧化問題,最終導致接點劣化。現在,利用行星式球磨機所提供的機械合金技術,制備出新型的銀銦合金(Ag-In alloy)膠。銀銦合金具有更優的熔融態流動性,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,在高溫高濕環境中具備更強的抗腐蝕性。

 

Ag-In合金制備方法

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行星式球磨機

PULVERISETTE 7 加強型



設備:行星式球磨機PULVERISETTE 7 加強型

研磨材質:氧化鋯

樣品:A:銀粉B:銀粉+20%銦粉

球料比:7.51

轉速:600rpm

時間:10h

將罐內樣品以500目過篩后,再制備成黏著膠。

 

SEM/TEM 結果

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(a)處理前 Ag    

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b)處理前 In 粉   

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c)處理后 Ag 樣品

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d)處理后 Ag-In 樣品

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研磨后得到的合金具有納米晶nanocrystalline結構。

 

推測此結構來自于行星式球磨機持續提供給AgIn粉末的高能量,造成大量的晶粒邊界累積而成。

 

粒徑分布 結果

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經過研磨之后的Ag-InAg,粒徑明顯均得到明顯細化。以主要的粒徑成分來看,分別從28μm細化至13μm以及約6μm。由于Ag/In粉本身具有延展性,故在研磨過程會產生冷焊效應,造成明顯的團聚,可通過添加適當的硬脂酸來有效地抑制。

 

剪切力測試 結果

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所有測試均在300℃的高溫下進行,上圖為在高溫存儲時間50h100h1000h2000h四個階段的材料剪切力變化趨勢。

 

?  純銀膠因為孔洞小于銅金屬所需的擴散路徑,雖然沒有產生Cu2O的問題,但無法避免孔洞隨著HTS時間增加而擴大的現象,因此在機械性質上不穩定,高溫穩定度也不理想。?  20MPa條件下的Ag-In膠由于較高的鍵合壓力,改善了銅擴散的問題,并且In本身可抑制孔洞擴大的現象,在元件特性上有明顯提升。?  通過 FRITSCH 的高能行星式球磨機,創造了一種嶄新的機械合金方法,利用此方法得到的組件,在界面空洞控制、機械柔性與抗熱疲勞、長期化學穩定性等方面,具有更強的性能,在半導體相關材料的研發上擁有極高的潛力。


德國飛馳  2025-08-20  |  閱讀:271
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