Cu@Ag核殼納米顆粒的制備及其對(duì)Sn--5Sb釬料的改性研究.pdf

1、即將推廣的第三代半導(dǎo)體的工作溫度將達(dá)到200℃，為滿足第三代半導(dǎo)體高溫服役的要求，研究新型耐高溫釬料勢(shì)在必行。SnSb系合金的熔化溫度在240℃左右，與市場(chǎng)主流無(wú)鉛釬料相比，其高溫服役方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其他性能仍待優(yōu)化。本文研究了納米顆粒復(fù)合SnSb釬料的制備工藝和性能優(yōu)化。
　　首先本文采用液相還原法制備了納米Cu@Ag顆粒，通過(guò)XRD、SEM和TEM等手段分析了核殼顆粒制備中出現(xiàn)的粉末團(tuán)聚、包覆不完整以及殘留多等問(wèn)題，討論

2、了包覆顆粒制備工藝的優(yōu)化方案。然后將包覆效果良好的核殼顆粒與Sn-5Sb釬料復(fù)合制備了復(fù)合焊膏，對(duì)復(fù)合焊膏進(jìn)行潤(rùn)濕性、組織形貌、剪切性能等測(cè)試，研究了不同含量的核殼包覆顆粒對(duì)復(fù)合焊膏性能的影響，并按Cu@Ag的Cu/Ag比例將納米Cu粉和Ag粉混入焊膏與Cu@Ag復(fù)合焊膏進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。
　　研究結(jié)果表明:液相還原法制備納米Cu@Ag核殼顆粒的工藝優(yōu)化方案如下:PVP濃度范圍在5g/L～10g/L之間，Cu/Ag摩爾比nCu.nAg

3、=7·1，溶液攪拌速度控制在3000r/min左右，制備的Cu@Ag核殼粉末分散和包覆效果較好，且產(chǎn)物雜質(zhì)較少。
　　通過(guò)復(fù)合焊膏焊后微觀組織形貌可知，隨著包覆納米顆粒含量的增加，Cu板與釬料界面IMC厚度略有增加，IMC形貌由扇貝狀變?yōu)椴灰?guī)則，這是由于外層Ag消耗殆盡而致使Cu內(nèi)核參與反應(yīng)的現(xiàn)象。當(dāng)納米顆粒量達(dá)到3％時(shí)，焊膏燒結(jié)后的組織內(nèi)氣孔量增加。
　　納米Cu@Ag核殼顆粒的添加，使Sn-5Sb焊膏的潤(rùn)濕角降低，改善了

4、Sn-5Sb焊膏的潤(rùn)濕性;納米顆粒含量從0～30％，復(fù)合Sn-5Sb焊膏的潤(rùn)濕性整體趨勢(shì)是先增加后降低，在含量添加到10％時(shí)潤(rùn)濕角降到最小。
　　納米顆粒增加，復(fù)合焊膏的剪切強(qiáng)度也隨之增大，在10％含量時(shí)達(dá)到最高值，納米顆粒含量進(jìn)一步添加會(huì)導(dǎo)致剪切強(qiáng)度下降。斷口分析表明納米核殼復(fù)合焊膏焊點(diǎn)斷裂機(jī)制均為韌性斷裂，斷裂位置是在體釬料處，納米顆粒添加到30％時(shí)，焊點(diǎn)內(nèi)部產(chǎn)生較多氣孔，影響復(fù)合焊膏的抗剪切性能。
　　為明晰納米Cu@