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1、碩士學(xué)位論文復(fù)合微納銅顆粒膏的制備及其燒結(jié)性能的研究RESEARCHONPREPARATIONANDSINTERINGPERFORMANCEOFMIXEDCOPPERNANO/MICROPARTICLESPASTE張銀俠哈爾濱工業(yè)大學(xué)2017年12月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TG425學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：620.3密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文復(fù)合微納銅顆粒膏的制備及其燒結(jié)性能的研究碩士研究生：張銀俠導(dǎo)師：李明雨教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料加工工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2017年12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG425U.D.C:620.3
2、AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONPREPARATIONANDSINTERINGPERFORMANCEOFMIXEDCOPPERNANO/MICROPARTICLESPASTECandidate：ZhangYinxiaSupervisor：Prof.LiMingyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessin
3、gEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要由于納米材料的特殊效應(yīng)，納米材料在不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中，納米銅金屬顆粒因尺寸效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)低溫?zé)Y(jié)，高溫服役，因此許多研究人員試圖將其應(yīng)用于印刷電子和互連結(jié)構(gòu)中。但是由于納米銅顆粒（CuNPs）的制備工藝復(fù)雜，成本較高。因此本課題針對(duì)銅膏的低制備成本的需求，提出了將價(jià)格較低的微米銅顆粒（CuMPs）與納米銅顆?；旌现苽?/p>
4、復(fù)合微納銅膏的方案。本論文系統(tǒng)的研究了復(fù)合微納銅膏燒結(jié)體性能的影響因素，并將其應(yīng)用于燒結(jié)互連接頭，探索了復(fù)合微納銅膏在不同應(yīng)用條件下的最佳配比。本文利用液相化學(xué)還原法制備納米銅顆粒，將實(shí)驗(yàn)制備的納米銅顆粒與商用微米銅顆粒按照不同的比例進(jìn)行混合配制復(fù)合微納銅膏，建立微米銅顆粒與納米銅顆粒的堆疊模型，計(jì)算得到納米銅顆粒與微米銅顆粒的質(zhì)量比為20:80時(shí)的20NPs-80MPs銅膏的致密度最高，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。另外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)合微納銅膏的致密度與其燒結(jié)體的導(dǎo)電性能成正比，即20NPs-80MPs銅膏燒結(jié)體的電阻率最低。本文對(duì)復(fù)合微納銅膏燒結(jié)薄膜的導(dǎo)電性能的影響
5、因素進(jìn)行研究，包括：納米銅顆粒的清洗次數(shù)及是否進(jìn)行酸洗處理，燒結(jié)試樣是否施加輔助壓力，燒結(jié)溫度，燒結(jié)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)最終得到的最佳參數(shù)為：納米銅顆粒清洗3次并甲酸清洗處理10min，燒結(jié)試樣施加輔助壓力，在320℃下燒結(jié)60min。另外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在此燒結(jié)條件下最優(yōu)配比的復(fù)合微納銅膏為20NPs-80MPs銅膏，其電阻率最低，其值為2.98μΩ·cm。本文將復(fù)合微納銅膏用于封裝互連，研究了復(fù)合微納銅膏的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)互連接頭的剪切強(qiáng)度隨著復(fù)合微納銅膏中納米銅顆粒含量的增加而增加。綜合考慮，應(yīng)用于互連接頭的最優(yōu)復(fù)合微納銅膏為60NPs-40MPs銅膏，其燒結(jié)體的電阻率為3.12μΩ·cm，燒結(jié)接頭的剪
6、切強(qiáng)度為46MPa，滿足電子封裝的使用要求。另外，從微觀組織結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)隨著納米銅顆粒含量的增加，截面連接點(diǎn)增多，進(jìn)一步對(duì)接頭力學(xué)性能與復(fù)合微納銅膏中納米銅顆粒含量成正比的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。關(guān)鍵詞：納米銅顆粒；微米銅顆粒；復(fù)合銅膏；燒結(jié)薄膜；互連接頭-I-AbstractAbstractDuetothespecialeffectsofnanomaterials,nanomaterialshavebeenwidelyusedindifferentfields.Amongthem,coppernanoparticles(CuNPs)canbesinteredinlowtemperat
7、ureandservedinhightemperaturebecauseofitssizeeffect.Somanyresearchershavetriedtouseitforsinteredconductivefilmsandinterconnection.SincethepreparationprocessofCuNPsiscomplexandunfavorable,thepriceofCuNPspast
