一 納米銀顆粒低溫燒結(jié)機理
納米銀燒結(jié)是將納米銀顆粒在低于其塊體熔點的溫度下連接形成塊體金屬燒結(jié)體的現(xiàn)象。一般在室溫下,納米銀顆??梢员3州^好的分散性,這是因為其表面均勻地包覆著有機包覆層。常見的有機包覆層有:檸檬酸根、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。
一方面,第三代半導體材料自身的熱導率已經(jīng)非常,比如碳化硅熱導率可以達到83.6Wm-1K-1,這對熱界面材料的導熱性能提出了較高要求。如果熱界面材料熱導率過低就會在連接界面處聚集大量熱量,從而降低互連結(jié)構(gòu)的可靠性;另一方面,碳化硅等第三代半導體功率器件的工作溫度可以達到260℃甚至更高,傳統(tǒng)熱界面材料的服役溫度上限,這對熱界面材料的高溫服役可靠性提出了較高要求。
5 羥基可以取代納米銀顆粒表面的有機酸根,破環(huán)納米顆粒之間的電離平衡和空間位阻效應(yīng)從而導致納米銀顆粒失穩(wěn),顆粒之間產(chǎn)生接觸從而在室溫下發(fā)生快速燒結(jié)。善仁新材研發(fā)的厚度為1.7μm的復合納米銀墨水印刷圖案在羥基作用下室溫燒結(jié)的電阻率可以達到5.64μΩcm。