银包铜核壳微/纳米焊料的制备、烧结连接机理及其电迁移可靠性研究

基本信息
批准号:61904008
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:周炜
学科分类:
依托单位:北京工业大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
电子封装材料微纳连接纳米焊料高温封装
结项摘要

The way to achieve industrial transformation and upgrading is to develop high-tech industries. So, it is necessary to realize independent research and produce of electronic devices, especially the third-generation semiconductors, as it is the future of electronic devices. The connection materials are indispensable in the manufacture of electronic devices, however, the traditional connection materials cannot meet the requirements of third-generation semiconductors. Due to the low-temperature sintering high-temperature service characteristics, nanoparticle pastes are most likely to be the connection materials for the third-generation semiconductors. But, it is easily to be electromigrated in sintered silver and oxidized for the copper nanoparticle paste, which limits their applications. Besides, the connection layer formed by the nanoparticle paste often has a large number of voids. Therefore, it is significance to overcome these shortcomings in the development of nanoparticle paste. Based on this, we are intending to prepare silver-coated copper core-shell (Cu@Ag) micro/nano hybrid paste, investigate the sintering mechanism of heterogeneous scale and dissimilar metal particles and identify its ability of reducing porosity, oxidation and electromigration, so as to provide technological reserve and basic theory for the nanoparticle paste.

发展高新技术产业是我国实现产业转型升级的必由之路,其中电子器件的自主研发和生产是重中之重,特别是针对下一代电子器件的核心——第三代半导体。电子器件制造中封装连接材料必不可少,而传统的连接材料无法满足第三代半导体的需求,纳米焊料以其低温烧结、高温服役的特点成为最有可能的替代材料。然而,铜纳米焊料的易氧化、烧结银易的电迁移、烧结层的高孔隙率等问题限制了他们的应用,因此,在纳米焊料的研发中同时克服这三个缺点成为其迈向应用层面的关键所在。基于此,本项目拟制备银包铜(Cu@Ag)核壳微/纳米混合焊料,研究异种尺度下异种金属核壳颗粒的烧结融合机理,以及由其烧结所得焊点的电迁移可靠性,探究其是否同时具备抗氧化、抗电迁移、降低孔隙率的能力,为第三代半导体封装连接材料的研发提供技术储备和理论基础。

项目摘要

高温封装材料是第三代半导体(SiC/GaN)制造过程中的关键材料之一,而传统的连接材料无法满足其高温环境下的使用需求。纳米焊料以其低温烧结、高温服役的特点成为最有可能的替代材料。然而,铜纳米焊料的易氧化、烧结银的易电迁移、烧结层的孔隙率较高等问题限制了他们的应用,因此,在纳米焊料的研发中同时克服这三个缺点成为其迈向应用层面的关键所在。基于此,本项目通过工艺探索,制备了三种不同类型的银包铜颗粒,由于银层的包覆,三种类型颗粒具有良好的抗氧化性和大气环境下室温贮存能力。微纳米银包铜颗粒(Cu@Ag MNPs)所制备的焊膏具有更高的连接强度(300℃,大气环境条件下,裸铜键合可达到21.5MPa)和更低的孔隙率(孔隙率是单一尺度颗粒的三分之一)。TEM下加热Cu@Ag MNPs,发现其在烧结过程中Cu核依然被Ag层包覆,证明其具有良好的抗氧化性。采用水滴实验,研究了Cu@Ag MNPs焊膏的电化学迁移行为,其抗电化学迁移能力是是银的2倍。通过本项目的研究,开发一种更性能更加优良的、适用于高温封装的微纳米银包铜颗粒。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
4

基于非线性接触刚度的铰接/锁紧结构动力学建模方法

基于非线性接触刚度的铰接/锁紧结构动力学建模方法

DOI:10.19447/j.cnki.11-1773/v.2021.06.005
发表时间:2021
5

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022

周炜的其他基金

批准号:81903338
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11305145
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502262
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81373196
批准年份:2013
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:81300214
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81803243
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401800
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30840071
批准年份:2008
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30700215
批准年份:2007
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705142
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61604160
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30300164
批准年份:2003
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

“壳-核”纳米钼铜复合粉末的低温制备及其致密化扩散机理研究

批准号:51704108
批准年份:2017
负责人:孙翱魁
学科分类:E0413
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

面向封装互连的可控铜-银双金属核壳纳米结构及低温无压烧结机理

批准号:61874155
批准年份:2018
负责人:崔成强
学科分类:F0406
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

纳米炭负载(铜银)核(铂)壳纳米催化剂的制备及其催化性能研究

批准号:50902079
批准年份:2009
负责人:杜鸿达
学科分类:E0203
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
4

PLA/NCC/GO核壳纳米纤维膜的电纺丝制备、性能及机理研究

批准号:51763009
批准年份:2017
负责人:陆绍荣
学科分类:E0306
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目