合肥纳米烧结银

善仁 新材总结出烧结过程中纳米银颗粒显微组织的演变规律及机制、有机包覆层的分解过程及机制、纳米银烧结体高温服役过程中的可靠性以及纳米银颗粒的室温烧结机理等问题，供客户选择烧结银时作为重要的参考依据。

由于纳米银理论上可以低温烧结、高温服役并且热导率上限可达429Wm-1K-1，使得该材料正成为具潜力的第三代半导体功率器件用热界面材料。

然而，现阶段用作热界面材料的纳米银膏通常由单一尺寸的纳米银颗粒和有机物混合而成，其烧结体存在孔隙率高、晶粒尺寸小等问题，导致其烧结体热导率相较于理论热导率还有广阔的提升空间。

一是复合纳米银烧结体与其它单一尺寸纳米银烧结体相比，其孔隙率始终保持低（在室温至270℃的烧结温度范围内孔隙率基本保持在13.5%左右）；二是复合纳米烧结银烧结体晶粒尺寸在烧结温度130℃后，始终大于其它单一尺寸纳米银膏（烧结温度为270℃的复合纳米银膏烧结体的平均晶粒尺寸为56.8nm）；三是复合纳米银膏烧结体中存在大量的共格孪晶，孪晶界有利于提高烧结体导热性能。

2有机酸根和纳米银颗粒表面连接模型是有机酸根的一个羧基和羟基分别通过离子键和氢键与纳米银颗粒表面键合。在烧结过程中，纳米银颗粒表面的有机酸根在150℃左右开始分解，在180-230℃范围内大量分解为丙酮二羧酸或乙酰乙酸，在270℃时基本分解完全。并且，复合烧结银中的50nm银颗粒通过奥斯瓦尔德熟化效应逐渐长大，10nm银颗粒通过融合形成放射状晶粒。放射状晶粒在混合区（非晶银相和有机物的混合相）结晶过程中会受力发生旋转并产生孪晶组织。

在150-270℃烧结的复合纳米银烧结互连结构中的纳米银层显微组织致密均匀，并且与两侧银镀层形成牢固的冶金接合。当烧结温度为270℃时复合纳米银膏烧结互连结构的平均剪切强度可达41.80MPa，并且在经过1000个周期的高温热循环（50-200℃）之后其平均剪切强度依然可达29.85MPa。