納米技術(shù)在微電子連接中的應(yīng)用

這種納米粒子的功能在其有機(jī)外殼熱分解去除后便展示出來。圖5顯示了銀納米粒子的熱分析結(jié)果(DTA/TG曲線)。從DTA曲線來看，在發(fā)熱反應(yīng)開始的同時(shí)，粒子質(zhì)量迅速減少，可以認(rèn)為這時(shí)的有機(jī)外殼已被分解與去除。而且，當(dāng)提升加熱速度時(shí)，分解溫度則向高溫側(cè)移動。圖6顯示了分解結(jié)束溫度與加熱速度的關(guān)系，從圖可知，即使把加熱速度加快到20℃/m，分解也在 265℃左右結(jié)束，在300℃以下出現(xiàn)納米粒子的功能。也就是說，在300℃以下可利用該納米粒子進(jìn)行連接。

圖5 銀納米粒子熱分析結(jié)果(DTA/TC曲線)

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圖6 有機(jī)外殼分解結(jié)束溫度與加熱溫度的關(guān)系

2 應(yīng)用有機(jī)物—銀復(fù)合納米粒子的連接特點(diǎn)

日本大阪大學(xué)應(yīng)用銅質(zhì)圓板型試驗(yàn)片作銀納米粒子連接試驗(yàn)，分別測出了銀微米粒子(平均粒徑為100nm)和銀納米粒子的脆斷強(qiáng)度(見圖7)。其中，該試驗(yàn)是在300℃、保溫300min、加壓5Mpa的條件下進(jìn)行的。如圖7所示，納米粒子連接與微粒子連接相比，顯示出了很高的脆斷強(qiáng)度。

圖7 脆斷強(qiáng)度結(jié)果

用電鏡分別對各自的連接斷面觀察，發(fā)現(xiàn)用銀微米粒子的場合，其與銅的連接面有空隙狀缺陷。銀微米粒子的觸點(diǎn)破壞發(fā)生在銀/銅界面，所得的5Mpa左右的觸點(diǎn)強(qiáng)度被認(rèn)為是兩者簧片的機(jī)械連接結(jié)果。而銀納米粒子的觸點(diǎn)破壞面被認(rèn)為是銀伸長而塑性變形的痕跡，其在界面附近的銀層中會斷裂(圖8)。由此可見，用銀納米粒子連接比用銀微粒子連接的界面強(qiáng)度更高。

圖8 銀納米粒子燒結(jié)層/Cu界面附近的TEM圖像