纳米银膏与微米银膏烧结连接性能对比研究

"纳米银膏与微米银膏烧结连接对比 (2013年) - 北京航空航天大学学报 - 朱颖, 唐善平, 闰剑锋, 邹贵生" 这篇2013年的研究论文探讨了纳米银膏和微米银膏在烧结连接镀银铜块过程中的性能差异。烧结是一种通过加热使颗粒间形成固态连接的技术，广泛应用于电子封装等领域。实验中，研究者对比了粒径20~80纳米的纳米银膏和粒径1~3微米的微米银膏，两者分别用于连接镀银铜块。 首先，通过使用热/力物理模拟试验机Gleeble 1500D，研究人员测量了不同银膏烧结连接后的接头剪切强度。结果显示，在相同的连接条件下，纳米银膏烧结连接的剪切强度显著高于微米银膏。这表明纳米银膏在烧结过程中形成的接头具有更高的机械稳定性。 其次，利用扫描电镜（SEM）和能谱分析仪，对连接接头的微观结构进行了深入分析。纳米银膏烧结后的接头显示出更好的组织致密度，这意味着其内部空隙更少，连接更为紧密。相反，微米银膏烧结接头的组织质密性较低，且在Cu块与烧结银层的界面处发现了裂纹。这些裂纹的存在是导致微米银膏烧结接头剪切强度较低的主要原因。 文章进一步讨论了这种现象可能的机理。在纳米尺度上，银颗粒的表面能较高，使得它们在烧结过程中更容易扩散并填充空隙，从而形成更坚固的连接。而微米银颗粒由于尺寸较大，表面能相对较低，导致其在烧结过程中形成的连接可能不那么紧密，容易出现裂纹或缺陷。 此外，该研究还对无铅电子封装领域具有重要意义。随着环保要求的提高，传统的含铅焊接材料逐渐被淘汰，而银膏作为一种无铅烧结材料，其性能优化对于推动绿色电子技术的发展至关重要。纳米银膏在这方面的优势可能使其成为未来电子封装领域的一个优选材料。 关键词涉及纳米银膏、电子封装、无铅技术和烧结，表明研究的重点在于探讨纳米材料如何改进现有工艺，以提高连接质量和可靠性。文章最后给出了中图分类号和文献标识码，以及作者和发表信息，为后续的科研工作提供了参考依据。 这项研究揭示了纳米银膏在烧结连接过程中的优越性能，为电子封装材料的选择提供了新的视角，并为进一步优化无铅电子封装工艺提供了理论基础。