随着半导体行业的快速发展,电子器件的小型化和集成化逐渐成为行业发展的一种新趋势,而这种趋势必然导致在相同的面积上产生更多的热量。为了维持器件的性能及稳定性,我们需要具有更高的散热能力的芯片粘结材料。传统的芯片粘结材料如环氧树脂基材料,合金焊料等能满足器件在低温阶段的应用,但其有限的热导率和电导率无法满足器件在高温阶段的应用。因此人们开发了各种各样的替代材料以满足器件在高温阶段的应用。在众多替代材料中,烧结银接头以其优异热导率和电导率吸引了越来越多从业者的注意力。烧结银浆按照银颗粒尺寸分为纳米银浆和微米银浆。烧结工艺按照是否需要压力辅助又分为加压烧结和无压烧结。经过多年的研究,目前纳米银浆的研究成果已经很丰富,并且取得了优异性能。但是也遇到一些问题,比如纳米银浆成本较高,不利于烧结技术的普及。微米银浆的烧结由于颗粒尺寸较纳米银颗粒更大,粒子表面能更低,因此烧结较为困难,大多数微米银浆的烧结是在压力辅助条件下进行的。但是加压烧结又会使得烧结工艺复杂化,不利于生产自动化。而且压力也会造成芯片损伤,引起缺陷。鉴于这些问题,无压烧结微米银浆成为一种很有吸引力的方案。在近期发表的关于无压烧结微米银的工艺中,人们大多是通过改变粒子形貌,如采用栗子状银颗粒,鳞片状银颗粒等,或者是添加纳米尺寸的粒子。通过改变粒子形貌如栗子银,鳞片银,在栗子银的尖端部位或鳞片银的边缘部位,较大的电位梯度成为烧结的主要驱动力。而添加纳米尺寸的粒子则是运用了纳米材料的尺寸效应,用易于烧结的纳米颗粒连接微米粒子。本文通过采用球形微米银颗粒,自制微米银浆,并在无压力烧结条件下研究微米银浆的预热工艺和烧结行为,探索另外一种无压烧结微米银的可行性。首先,通过综合热重分析测试,预测溶剂的热重曲线和微米银浆的预热温度范围、烧结温度范围和烧结时间。然后通过光学显微镜观察预热后的银浆形态,探索最佳的预热工艺。通过对比不同烧结氛围下微米银接头的形貌,探究最佳的烧结氛围。不同烧结温度条件下,探索最佳的烧结温度。实验结果显示,溶剂的挥发主要发生在190^oC以内,烧结行为主要发生在200-300^oC范围内。随着烧结温度的升高,烧结行为得到增强,烧结微米银接头致密度更高。过大的升温速率导致烧结银浆层出现大的空洞。N₂烧结氛围会阻碍银浆中溶剂的挥发和银颗粒的烧结,导致烧结行为滞后。经过最佳预热工艺以后,在不同烧结温度条件下烧结微米银浆,结果显示,260^oC烧结30分钟,平均剪切强度达22MPa,界面焊接率达到44%;300^oC烧结30分钟,平均剪切强度达到31MPa,界面焊接率提高到64%。而且,随着烧结温度的提高,微米银接头的平均剪切强度的方差逐渐增大。为了评估烧结微米银接头的热性能和电性能,我们在镀银陶瓷基板表面用自制的微米银浆焊接LED芯片,并在不同温度条件下烧结,然后测试芯片的光参数和电参数。作为参照,采用一种商业锡膏和一种商业纳米银浆按照各自厂家指定的烧结工艺焊接同样的LED芯片。结果显示,随着烧结温度的提升,烧结的微米银接头导电性能逐渐提高,散热能力逐渐提高。280^oC烧结30分钟工艺条件下,制备的烧结微米银接头的导电性能高于锡膏,甚至与纳米银接头具有一定的可比性;导热性能与纳米银接头相当,但任何烧结工艺下的银接头的导热性能都高于商业锡膏。