近年來,對于小型化、高功能化的電子零器件(例如功率器件或大功率發(fā)光二極管(LED))的需求擴大。功率器件作為可抑制電力損耗并率地轉(zhuǎn)換電力的半導體元件,在電動汽車、快速充電器等領域中普及發(fā)展。
大功率LED的功率可以達到數(shù)十瓦,工作電流可以是幾十毫安到幾千毫安不等。大功率LED光源作為第四代電光源,有“綠色照明光源”之稱,具有體積小、安全低電壓、耗電小、發(fā)熱小、壽命長、電光轉(zhuǎn)換、方向性好、響應速度快、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)良特性,必將取代傳統(tǒng)的白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈而成為21世紀的新一代光源。
為此,國內(nèi)外各大公司都開始研發(fā)低溫燒結(jié)銀。其原理是將銀燒結(jié)到一起,提供導熱通路,得到高導熱系數(shù)。目前市場上廣泛使用的導電銀品牌包括善仁新材,SHAREX,ALWAYSTONE,京瓷等。
善仁新材燒結(jié)銀的燒結(jié)機理
善仁新材的銀燒結(jié)的驅(qū)動力是降低表面能/界面能。原子表面由于具有不飽和鍵,因此具有表面能。表面能隨著原子半徑的減小而增加。初銀顆粒存在有機層,隨著加熱過程有機層去除,銀顆粒相互接觸,進行燒結(jié)。
但是以利用納米粒子進行燒結(jié)接合的金屬而言,相較于銀,銅較容易變成氧化狀態(tài),且使用比表面積較大的納米粒子,氧化傾向就更為顯著,氧化被膜一旦生成,將進而導致接合時的阻礙,也因此氧化被膜的生成提高了銅燒結(jié)技術(shù)的難度。
然而善仁新材開發(fā)的燒結(jié)銅在金屬材料中加入了溶劑、添加劑等材料,使內(nèi)部形成產(chǎn)生還原性氣體的構(gòu)造,借此解決了氧化被膜的問題,實現(xiàn)了理想的粘結(jié)性能。