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善仁新材烧结银的烧结机理
善仁新材的银烧结的驱动力是降低表面能/界面能。原子表面由于具有不饱和键,因此具有表面能。表面能随着原子半径的减小而增加。初银颗粒存在有机层,随着加热过程有机层去除,银颗粒相互接触,进行烧结。
善仁新材烧结银烧结一般可以分为初期、中期和后期,它们之间没有明显界限。
烧结初期,颗粒在烧结驱动力的作用下会进行一定的重排,增加接触面积,生成烧结颈(necks),烧结初期一直持续到烧结颈的直径达到颗粒直径的0.4~0.5倍。
善仁新材开发的烧结银技术被定位为继焊料之后的次世代接合技术,由于比焊料更能耐受高温,具有的散热性,可望适用于电动车(EV)、碳化硅(SiC)功率半导体等用途。但相对于焊料在回焊(Reflow)时可快速接合,很多国外的烧结银则须利用装置进行加压制程,因此有生产效率的问题,且加压装置会增加投资成本。
善仁新材开发的AS9375功率器件烧结银胶能适用于无加压的低温烧结,具有使用上的便利性。且即使是在无加压的氮气氛围下进行烧结,亦能发挥的接合强度与导电率。
另一方面,善仁新材也正在积极推动比烧结银技术更为困难的烧结铜技术的开发。烧结铜的热传导率与银相当,但在熔点、线性膨胀系数、屈服应力、材料成本等方面都比银有更好的性。
但是以利用纳米粒子进行烧结接合的金属而言,相较于银,铜较容易变成氧化状态,且使用比表面积较大的纳米粒子,氧化倾向就更为显著,氧化被膜一旦生成,将进而导致接合时的阻碍,也因此氧化被膜的生成提高了铜烧结技术的难度。
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