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纳米颗粒烧结制备技术优化

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:总的来说,加入纳米颗粒可以降低渗透阈值,以及增加接触电阻使得阻抗增大。单位体积内纳米颗粒的相互接触点数量明显大于微米颗粒的接触点数量,如图11.3a所示。如果纳米颗粒烧结在一起,颗粒与颗粒接触的情况将减少,使得接触电阻减小。图11.8所示为使用纳米颗粒和微米颗粒混合物在275℃发生烧结现象的SEM图像。这似乎表明,高浓度的纳米颗粒可以更容易直接形成出颗粒与颗粒之间的接触,从而使烧结现象易于发生。

纳米颗粒烧结制备技术优化

总的来说,加入纳米颗粒可以降低渗透阈值,以及增加接触电阻(由于与微米颗粒相比其表面积大)使得阻抗增大。最近的研究表明,纳米银质颗粒能在粘合剂硬化温度下发生烧结[80]。实验表明,烧结温度随着颗粒尺寸的增加而增加。在微米颗粒中添加纳米颗粒可以显著降低烧结温度。单位体积内纳米颗粒的相互接触点数量明显大于微米颗粒的接触点数量,如图11.3a所示。

总体电阻是导电胶连接中的所有填充颗粒本身电阻、填料之间的电阻和填料与垫板之间电阻的总和。为了减小总体电阻,可行的方法是减小填充颗粒之间的接触电阻并选取电导率高的金属做填料。如果纳米颗粒烧结在一起,颗粒与颗粒接触的情况将减少,使得接触电阻减小(见图11.8)。通过使用表面活性剂同时盖住这些纳米银填料,可以使烧结现象更为明显。这样纳米填充的ICA可以获得比基于含量为80wt%甚至更高含量微米颗粒的ICA更高的电导率。为了测试高温烘焙条件,使用了纳米颗粒和微米颗粒混合物。图11.8所示为使用纳米颗粒和微米颗粒混合物在275℃发生烧结现象的SEM图像。从图中可以观测到烧结现象,并且连续的金属连接取得了较好的导电性能。如果不加入纳米颗粒,在275℃时不会观察到类似的烧结现象。这似乎表明,高浓度的纳米颗粒可以更容易直接形成出颗粒与颗粒之间的接触,从而使烧结现象易于发生。

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图11.8 275℃下纳米银颗粒和微米银颗粒混合物加工成的导电胶发生烧结现象时的SEM图像(可以观察到烧结现象)

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