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随着半导体工业的发展,以SiC和为代表的第三代宽禁带半导体材料近年来在功率器件应用方面引起了高度重视,同时也对用于高功率密度器件的封装材料在高温服役和散热性能上提出了更高的要求,传统芯片互连材料如导电胶和合金焊料已不能够满足高温服役的需要。具有低温烧结、高温服役的纳米银浆是传统封装互连材料中最具有潜力代替者之一,纳米银浆的烧结温度与纳米银颗粒的尺寸以及有机物分解温度有关。目前,具有低温烧结、高温服役的纳米银浆的开发仍面临如下问题:大量制备粒径小于50 nm的纳米银颗粒的技术面临着很大的挑战、纳米银浆的有机体系低温下难以完全分解、纳米银浆烧结互连性能有待提高。针对以上封装互连的问题,本文系统研究制备了粒径小于50 nm的纳米银颗粒,对用于配制纳米银浆的有机体系进行筛选,然后对纳米银浆的烧结质量及性能进行了分析,并研究了封装互连的连接工艺以及接头强度与微观结构的关系。本文的主要研究内容如下:1.纳米银颗粒的可控制备。采用化学还原法还原AgNO3,通过探究不同的因素对纳米银颗粒粒径以及形貌的影响,从而制备出粒径小于50 nm的纳米银颗粒。使用SEM和XRD等仪器对纳米银的形貌和纯度进行表征,采用Nano Measurer软件对纳米银颗粒的粒径大小及分布进行测量统计分析。结果发现,当AgNO3浓度为0.1 mol/L、PVP浓度为0.15 mol/L时,制备出粒径在20-40 nm的纳米银颗粒。2.纳米银浆的制备及其低温烧结性能探究。采用制备的纳米银颗粒并确定纳米银浆的有机组成,从而制备出粘度适宜且具有一定流动性的纳米银浆。通过探究不同的烧结条件对纳米银浆烧结体质量的影响,结果发现,当粘接剂的含量约10 wt%、烧结温度为250℃、烧结时间为30 min时,纳米银浆的烧结体孔隙率仅为0.1%,颗粒尺寸在0.4-0.7μm之间。热导率达到161.45 W/m·K,电阻率低至8.73μ?·cm。3.纳米银浆烧结连接金属基板工艺及接头可靠性研究。采用三明治状的封装互连结构对纳米银浆封装互连的粘接性能进行探究,并研究不同的外界因素对互连接头的剪切强度的影响。结果发现,当粘接剂的含量约10 wt%、烧结温度为250℃、烧结时间30 min时,互连接头的剪切强度达到24.1 MPa,有机残留约1 wt%。