低溫?zé)Y(jié)納米銀膏兼具耐高溫和優(yōu)異的導(dǎo)熱率

低溫?zé)Y(jié)銀 2023-10-06 15:21

低溫?zé)Y(jié)納米銀膏兼具耐高溫和優(yōu)異的導(dǎo)熱率

近年來(lái)，電子設(shè)備的發(fā)熱量變得非常高，因此熱量控制不可或缺。在接合材料方面，傳統(tǒng)的低熔點(diǎn)焊料難以應(yīng)對(duì)的情況越來(lái)越多，要求材料有更高的耐熱溫度和熱傳導(dǎo)率。此外，從減少環(huán)境負(fù)荷的角度來(lái)看，也需要無(wú)鉛并符合RoHS Ⅱ指令等。成本方面也要重視。

善仁新材的低溫?zé)Y(jié)納米銀膏是一種接合材料，使用了具有優(yōu)異耐熱性和高熱傳導(dǎo)性的銀納米粒子。通過(guò)應(yīng)用銀納米粒子技術(shù)，可以在低溫?zé)o加壓的情況下進(jìn)行接合。與高熔點(diǎn)的AuSn焊料相比，可以降低成本。對(duì)于逆變器用功率半導(dǎo)體、5G用高頻設(shè)備、新一代光通信用高輸出激光等高發(fā)熱量設(shè)備的接合，發(fā)揮出高可靠性。

一兼顧200度以下低溫?zé)Y(jié)和耐高溫

AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏是一種使用銀納米粒子的低溫?zé)Y(jié)型接合材料，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)低接合溫度和高耐熱性。以往用作接合材料的焊料會(huì)在熔點(diǎn)熔化進(jìn)行接合。使用低熔點(diǎn)焊料接合發(fā)熱量大的設(shè)備時(shí)，存在接合部溫度達(dá)到焊料熔點(diǎn)以上并熔化的危險(xiǎn)性。像AuSn焊料這樣的高熔點(diǎn)材料具有較高的耐熱溫度，但接合溫度必須是高溫，因此制約了可以使用的構(gòu)件。而且因?yàn)楹?，所以成本較高。

由于納米粒子的低溫?zé)Y(jié)性這一特點(diǎn)，AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏可在最低150°C的低溫下燒結(jié)并接合。燒結(jié)后又會(huì)恢復(fù)到銀固有的熔點(diǎn)（約961℃），發(fā)揮出高耐熱性。關(guān)于熱傳導(dǎo)率，也通過(guò)銀燒結(jié)接合實(shí)現(xiàn)了高熱傳導(dǎo)性。價(jià)格比含金焊料更低廉，并且不含鉛，因此既能降低成本又能減少環(huán)境負(fù)荷。也支持RoHS Ⅱ指令下的使用限制。

近年來(lái)，電子設(shè)備的高速、高輸出化不斷推進(jìn)，發(fā)熱量也急劇增加。FPGA、GPU等小型高輸出IC、GaN、SiC等新一代化合物半導(dǎo)體、大功率LED、5G用高頻設(shè)備等雖具有高性能，但容易達(dá)到高溫，導(dǎo)致熱控制的難度增加。

為了在高使用溫度下還能保證穩(wěn)定的動(dòng)作，接合材料也需要具有高耐熱性和高熱傳導(dǎo)性。AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏具有在高溫下運(yùn)行的各種電子設(shè)備所需的足夠性能，有助于延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，提高可靠性。

二同時(shí)實(shí)現(xiàn)耐高溫和高導(dǎo)熱性能，低溫?zé)o需加壓

AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏用表面吸附了分散劑的銀納米粒子和溶劑制成膏狀。金屬微粒子具有熔點(diǎn)隨尺寸變小而降低的特性，而在粒子的燒結(jié)進(jìn)程中，熔點(diǎn)會(huì)再次上升。當(dāng)粒子減小到納米尺寸時(shí)，其特性表現(xiàn)得更加顯著，正是利用這一特性，實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)Y(jié)和燒結(jié)后的高耐熱性。

使用含銀樹(shù)脂制成的普通導(dǎo)電膏有望具有與含銀量相符的熱傳導(dǎo)性，但由于是通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行硬化接合，因此可能會(huì)因受熱而劣化，無(wú)法確保耐熱性。由于焊料是在熔點(diǎn)進(jìn)行熔化并接合，耐熱性取決于熔點(diǎn)，接合時(shí)的溫度要高于熔點(diǎn)，因此對(duì)待接合的設(shè)備產(chǎn)生了制約。如果使用銀納米粒子進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)接合，對(duì)材料的制約就會(huì)很少，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高耐熱性和高熱傳導(dǎo)性，獲得高剪切強(qiáng)度。

此外，納米尺寸的粒子會(huì)因?yàn)楸砻娣e的增加而更活躍，導(dǎo)致燒結(jié)性變差，分散性也有所下降。AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏通過(guò)使用最適合的分散劑，具有優(yōu)異的分散穩(wěn)定性，可以在溶劑中以分散穩(wěn)定化的狀態(tài)提供高濃度（85-97wt%）的銀粒子。由于可以低溫?zé)o加壓接合，因此無(wú)需準(zhǔn)備加壓調(diào)整的大型設(shè)備。點(diǎn)膠機(jī)涂布或金屬掩模印刷后，進(jìn)行模具裝配，在現(xiàn)有的熱風(fēng)循環(huán)爐或回流爐中燒成即可接合。不需要額外的設(shè)備投資。還能對(duì)銅進(jìn)行無(wú)加壓接合。

三為新一代電子電力設(shè)備的焊接做出貢獻(xiàn)

AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏具有優(yōu)異的耐熱性和熱傳導(dǎo)性，AS9376可以在最低150°C的低溫下無(wú)加壓燒結(jié)，可廣泛用于新一代電子設(shè)備的接合。

在圖像處理、AI分析、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域廣泛使用的FPGA、GPU等小型高輸出IC不能缺少熱量控制。GaN和SiC等新一代化合物半導(dǎo)體廣泛用于控制電動(dòng)汽車(chē)和自然能源發(fā)電等高功率半導(dǎo)體，其動(dòng)作溫度高，同樣需要熱量控制。新一代光通信用高輸出激光器、高亮度大功率LED以及取代汞蒸汽燈的UV LED等光學(xué)設(shè)備的發(fā)熱量也會(huì)隨著輸出的增加而增加，需要低溫接合且耐高溫的接合材料。用于5G等高速通信的高頻設(shè)備使用頻率較高，設(shè)備的小型化也不斷推進(jìn)，因此隨著普及，熱量控制成為了當(dāng)務(wù)之急。

AS9375系列低溫?zé)Y(jié)納米銀膏對(duì)高發(fā)熱量電子設(shè)備的高品質(zhì)化和穩(wěn)定做出重大貢獻(xiàn)。