010-82036109
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技术文章
Article银 铟 合 金
烧结银胶在半导体中使用广泛，其应用主要集中于高功率、高温、高可靠性场景，如光电子器件封装、航空航天、汽车电子等领域。
但是，在高温的严苛环境下，烧结银胶仍有着严重的孔洞以及氧化问题，最终导致接点劣化。
现在，利用行星式球磨机所提供的机械合金技术，制备出新型的银铟合金(Ag-In alloy)胶。
银铟合金具有更优的熔融态流动性，可填充微小间隙，减少界面空洞；且由于铟的加入，可抑制银的硫化/氧化，在高温高湿环境中具备更强的抗腐蚀性。
Ag-In 合金 制备方法
设备： | 行星式球磨机 PULVERISETTE 7 加强型 | ||
研磨材质： | 氧化锆 | ||
样品： | A：银粉 B：银粉+20%铟粉 | ||
球料比： | 7.5：1 | ||
转速： | 600 rpm | ||
时间： | 10 h |
将罐内样品以500目过筛后，再制备成黏着胶。
SEM/TEM 结果
PART
01
（a）处理前 Ag 粉 （c）处理后 Ag 样品
（b）处理前 In 粉 （d）处理后 Ag-In 样品
由SEM与TEM的结果得知，研磨后得到的合金具有纳米晶(nanocrystalline) 结构。
推测此结构来自于行星式球磨机持续提供给Ag与In粉末的高能量，造成大量的晶粒边界累积而成。
粒径分布 结果
PART
02
经过研磨之后的Ag-In与Ag，粒径明显均得到明显细化。
以主要的粒径成分来看，分别从28μm细化至13μm以及约6μm。
由于Ag粉/In粉本身具有延展性，故在研磨过程会产生冷焊效应，造成明显的团聚，可通过添加适当的硬脂酸来有效地抑制。
剪切力测试 结果
PART
03
所有测试均在300℃的高温下进行，上图为在高温存储时间50h、100h、1000h与2000h四个阶段的材料剪切力变化趋势。
实验结论
• 纯银胶因为孔洞小于铜金属所需的扩散路径，虽然没有产生Cu2O的问题，但无法避免孔洞随着HTS时间增加而扩大的现象，因此在机械性质上不稳定，高温稳定度也不算太好。
• 20MPa条件下的Ag-In胶由于较高的键合压力，改善了铜扩散的问题，并且In本身可抑制孔洞扩大的现象，在元件特性上有明显提。
• 通过 德国飞驰FRITSCH的高能行星式球磨机，创造了一种崭新的机械合金方法，利用此方法得到的组件，在界面空洞控制、机械柔性与抗热疲劳、长期化学稳定性等方面，具有更强的性能，在半导体相关材料的研发上拥有优秀的潜力。
行星式球磨机
PULVERISETTE 7 加强型
可充惰性气体
提供安全可靠的球磨环境
GTM 实时监控
实现空气压力与温度监测，样品状态尽在掌控
简易定位，安全锁紧
简化实验操作，使人员与设备获得最佳保护
RFID 智能检测
准确检测研磨罐信息，预防不合理设置
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