隨著高功率半導(dǎo)體、AI、LED、柔性/可穿戴電子產(chǎn)品行業(yè)技術(shù)發(fā)展以及環(huán)保要求提高,傳統(tǒng)高分子導(dǎo)電膠、鉛錫焊料已難以滿足相關(guān)領(lǐng)域需要。納米銀膏以高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性及低溫?zé)Y(jié)特性(150–250℃)的突出優(yōu)勢正在對其實(shí)現(xiàn)快速和全面替代。
高分子導(dǎo)電膠的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能主要依賴導(dǎo)電填料的含量,通常低于金屬焊料,而且聚合物基體在高溫高濕工況下耐候性差,穩(wěn)定性不足;鉛錫焊料雖然在性能和穩(wěn)定性方面都有大幅提升,但卻含鉛,不符合RoHS等環(huán)保法規(guī)要求,另外也難以實(shí)現(xiàn)超細(xì)間距互連(<100μm),回流焊工藝可能產(chǎn)生橋接、錫珠等問題。
作為當(dāng)前業(yè)界推出的優(yōu)秀替代方案,納米銀膏仍須面對制備和應(yīng)用兩方面的巨大挑戰(zhàn)。首先是高固含量(>80wt%)——導(dǎo)電/導(dǎo)熱填料的體積分?jǐn)?shù)需要達(dá)到一個(gè)臨界值(滲流閾值)才能形成連續(xù)的導(dǎo)電/導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)燒結(jié)后孔隙率低,接觸密度高;其次是高活性——納米顆粒具有非常低的燒結(jié)起始溫度(驅(qū)動力大)和非常快的燒結(jié)致密化動力學(xué)速率(速度快),低氧含量(無氧化層)和特定形貌(如片狀、枝晶狀等)也利于促進(jìn)燒結(jié),這些特性利于電子封裝的低溫工藝,利于保護(hù)熱敏感元件,兼容聚合物基板,還能降低能耗。高固含量的難點(diǎn)在于同時(shí)必須解決團(tuán)聚、穩(wěn)定性和流動性問題,高活性則意味著超細(xì)粒徑和粒形的精準(zhǔn)控制,并且涉及抗氧化(表面改性/致密包覆)工藝等。
通過上述簡介,不難理解納米銀膏的產(chǎn)業(yè)化需要對粉體技術(shù)、膠體與界面科學(xué)、流變學(xué)、燒結(jié)動力學(xué)有深刻理解,再輔以復(fù)雜的配方工程(分散劑、穩(wěn)定劑、流變劑、溶劑的協(xié)同)能力。9月25-26日,于蘇州舉辦的“2025全國納米金屬粉體/漿料制備與應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展論壇”,粉體圈邀請了深圳市夏特科技有限公司技術(shù)總監(jiān)/玉林師范學(xué)院研究員,萬軍喜博士分享題為“高固含高活性納米銀膏的制備及應(yīng)用研究”的報(bào)告,內(nèi)容包括:采用過程強(qiáng)化連續(xù)流制備技術(shù),直接反應(yīng)即可制備出固含量大于30%的納米銀顆粒,而后轉(zhuǎn)相處理制備出固含量大于80%的納米銀膏。該納米銀膏在100℃即開始燒結(jié)熔融,150℃可完全燒結(jié)。將之與市售微米銀粉復(fù)合,僅需5-10%的添加量即可實(shí)現(xiàn)降銀耗(>10%)、提高電性能(>15%)和降低燒結(jié)溫度的效果。
報(bào)告人簡介
萬軍喜:深圳市夏特科技有限公司技術(shù)總監(jiān)/玉林師范學(xué)院研究員,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士,清華大學(xué)博士后,國家科技獎(jiǎng)勵(lì)評審專家、廣東省省部產(chǎn)學(xué)研科技特派員、重慶市產(chǎn)業(yè)技術(shù)帶頭人(省級人才)、深圳市高層次專業(yè)技術(shù)人才。主要從事納米材料、電功能材料、和過程強(qiáng)化技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā),在濕法過程強(qiáng)化連續(xù)流反應(yīng)制備微納米材料新工藝和新裝備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),成功實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)千頓級磷酸鐵、氫氧化鎂、氧化鋯等納米粉體的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。主持承擔(dān)完成各類科研項(xiàng)目30余項(xiàng),其中國家、省部級項(xiàng)目7項(xiàng),累計(jì)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)3000余萬元;申請中國專利50余件,其中發(fā)明專利30余件,獲得授權(quán)專利40余件;參與編寫專著2部,發(fā)表科研論文30余篇。
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作者:粉體圈
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