[發(fā)明專利]一種納米Ag-Cu焊膏及其制備方法與應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710690344.3 | 申請日： | 2017-08-14 |
| 公開（公告）號： | CN107511602B | 公開（公告）日： | 2019-12-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 毛樣武;段煜;王珂;閔梅;胡坤;王升高 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢工程大學(xué) |
| 主分類號： | B23K35/22 | 分類號： | B23K35/22;B23K35/30;B23K35/40 |
| 代理公司： | 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 | 代理人： | 崔友明 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 納米 ag cu 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種納米Ag?Cu焊膏及其制備方法和應(yīng)用。所述納米Ag?Cu焊膏由Ag粉、Cu粉和丙三醇按照下述比例制備而成：Ag粉和Cu粉的質(zhì)量比為2～4:1；Ag粉和Cu粉的質(zhì)量之和與丙三醇的質(zhì)量比為8～12:1。其中，所述Ag粉的粒徑為5～10nm，Cu粉的粒徑為20～60nm。所述納米Ag?Cu焊膏的制備方法為：取Ag粉和Cu粉，加入酒精研磨，得Ag?Cu混合粉末，再加入丙三醇調(diào)制成粘稠膏狀，得到納米Ag?Cu焊膏。所述納米Ag?Cu焊膏可用于制備銅與銅的連接件，具體步驟如下：取適量納米Ag?Cu焊膏，均勻涂抹在兩塊銅母材的待連接面上，合上待連接面，連接。本發(fā)明提供的納米Ag?Cu焊膏抗氧化性強、抗電化學(xué)遷移性好、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率高，由其連接制備的接頭剪切強度理想、可靠性高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于納米連接領(lǐng)域，具體涉及一種納米Ag-Cu焊膏及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)
大功率電子器件往往伴隨著較高的工作溫度，為了滿足電子封裝的要求，需要熔點更高的釬料。Cu、Ag塊材對應(yīng)的熔點分別為1080℃和960℃，遠遠高于焊料對熔點的要求(通常為200℃左右)。此外，Cu和Ag都是電的良導(dǎo)體，這也保證了電子器件中電信號的穩(wěn)定傳輸。同時，納米Cu顆粒的加入也可降低成本。因此，納米Ag-Cu焊料的制備和應(yīng)用對于高溫電子封裝領(lǐng)域具有重要的意義。
然而Ag和Cu的高熔點導(dǎo)致了連接時的困難，因為過高的連接溫度會損壞基板和相關(guān)元件。且現(xiàn)有技術(shù)中含Ag和Cu的焊料還分別存在抗電化學(xué)遷移性能差和易氧化等問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種納米Ag-Cu焊膏及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的納米Ag-Cu焊膏抗氧化性強、抗電化學(xué)遷移性好、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率高，用于制備接頭時對連接溫度要求較低，并且由所述納米Ag-Cu焊膏連接的接頭剪切強度理想、可靠性高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：
一種納米Ag-Cu焊膏，其特征在于，其由Ag粉、Cu粉和丙三醇按照一定比例制備而成。
按上述方案，優(yōu)選地，所述Ag粉和Cu粉的質(zhì)量比為2～4:1；所述Ag粉和Cu粉的質(zhì)量之和與丙三醇的質(zhì)量比為8～12:1。
按上述方案，優(yōu)選地，所述Ag粉的粒徑為5～10nm，Cu粉的粒徑為20～60nm。
按上述方案，優(yōu)選地，所述粒徑為5～10nm的Ag粉的制備方法以硬脂酸，氫氧化鈉，硝酸銀為原料，通過液相化學(xué)-熱分解法制備而成，具體步驟如下：
(1)將氫氧化鈉和硬脂酸溶于去離子水中加熱到80℃，加入AgNO3，恒溫攪拌1h后取上層白色的蠟狀物質(zhì)離心清洗；更優(yōu)選地，所述離心的速率為7000r/min，所述清洗的次數(shù)為4次，每次清洗時間為10min；
(2)在通氮氣條件下，將步驟(1)中經(jīng)離心清洗后的白色蠟狀物質(zhì)以5℃/min的升溫速率加熱到250℃并保溫90min，得到粒徑為5～10nm的納米銀顆粒。
按上述方案，優(yōu)選地，所述粒徑為20～60nm的Cu粉的制備方法為以次磷酸鈉，硫酸銅為原料，通過液相化學(xué)還原法制備而成，具體步驟如下：
(1)將次磷酸鈉和PVP加入到一縮二乙二醇溶液中并加熱到80℃，加入CuSO4·5H2O，恒溫攪拌1h后取反應(yīng)液中的紫黑色沉淀物質(zhì)；
(2)將步驟(1)中得到的紫黑色沉淀物質(zhì)離心清洗和干燥處理，最后得到粒徑為20～60nm的納米銅顆粒；更優(yōu)選地，所述離心的速率為7000r/min，所述清洗的次數(shù)為4次，每次清洗時間為10min。
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