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        飛馳(北京)科學儀器有限...

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        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料

        閱讀:1267      發布時間:2025-9-1
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        銀 銦 合 金


        燒結銀膠在半導體中使用廣泛,其應用主要集中于高功率、高溫、高可靠性場景,如光電子器件封裝、航空航天、汽車電子等領域。

        但是,在高溫的嚴苛環境下,燒結銀膠仍有著嚴重的孔洞以及氧化問題,最終導致接點劣化。

        現在,利用行星式球磨機所提供的機械合金技術,制備出新型的銀銦合金(Ag-In alloy)膠。

        銀銦合金具有更優的熔融態流動性,可填充微小間隙,減少界面空洞;且由于銦的加入,可抑制銀的硫化/氧化,在高溫高濕環境中具備更強的抗腐蝕性。





        Ag-In 合金  制備方法


        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料


        設備:

        行星式球磨機

        PULVERISETTE 7 加強型



        研磨材質:

        氧化鋯



        樣品:

        A:銀粉

        B:銀粉+20%銦粉



        球料比:

        7.5:1



        轉速:

        600 rpm



        時間:

        10 h






        將罐內樣品以500目過篩后,再制備成黏著膠。




        SEM/TEM 結果

        PART

        01

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料
        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料
        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料
        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料

        (a)處理前 Ag 粉                                                                                                  (c)處理后 Ag 樣品

        (b)處理前 In 粉                                                                                                   (d)處理后 Ag-In 樣品

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料



        由SEM與TEM的結果得知,研磨后得到的合金具有納米晶(nanocrystalline) 結構。


        推測此結構來自于行星式球磨機持續提供給Ag與In粉末的高能量,造成大量的晶粒邊界累積而成。



        粒徑分布 結果

        PART

        02

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料


        • 經過研磨之后的Ag-In與Ag,粒徑明顯均得到明顯細化。

        • 以主要的粒徑成分來看,分別從28μm細化至13μm以及約6μm。

        • 由于Ag粉/In粉本身具有延展性,故在研磨過程會產生冷焊效應,造成明顯的團聚,可通過添加適當的硬脂酸來有效地抑制。



        剪切力測試 結果

        PART

        03

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料


        所有測試均在300℃的高溫下進行,上圖為在高溫存儲時間50h、100h、1000h與2000h四個階段的材料剪切力變化趨勢。



        實驗結論


        •  純銀膠因為孔洞小于銅金屬所需的擴散路徑,雖然沒有產生Cu2O的問題,但無法避免孔洞隨著HTS時間增加而擴大的現象,因此在機械性質上不穩定,高溫穩定度也不算太好。

        •  20MPa條件下的Ag-In膠由于較高的鍵合壓力,改善了銅擴散的問題,并且In本身可抑制孔洞擴大的現象,在元件特性上有明顯提。

        •  通過 德國飛馳FRITSCH的高能行星式球磨機,創造了一種嶄新的機械合金方法,利用此方法得到的組件,在界面空洞控制、機械柔性與抗熱疲勞、長期化學穩定性等方面,具有更強的性能,在半導體相關材料的研發上擁有優秀的潛力。






        行星式球磨機

        PULVERISETTE 7 加強型

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料



        可充惰性氣體

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料

        提供安全可靠的球磨環境

        GTM 實時監控

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料

        實現空氣壓力與溫度監測,樣品狀態盡在掌控

        簡易定位,安全鎖緊

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料

        簡化實驗操作,使人員與設備獲得最佳保護

        RFID 智能檢測

        FRITSCH球磨-制備新型銀銦合金膠材料

        準確檢測研磨罐信息,預防不合理設置

























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