مواد و ساخت پیشرفته

به نظر می­رسد بهتر است نقره زینتر شده، با رسانایی حرارتی و خواص الکتریکی عالی، و همچنین قابلیت اطمینان برتر، در بسته بندی الکترونیکی استفاده شود.

بر اساس تحقیقات جدید یک خمیر نانو نقره بدون رزین جدید پیشنهاد شده است که می‌توان آن را تنها در دمای 180 درجه سانتی‌گراد با استفاده از یک سیستم ذرات سه‌وجهی متشکل از ذرات نقره در اندازه‌های نانو، زیر میکرون و میکرون تف جوشی کرد. لازم به ذکر است سیستم ذرات سه وجهی می تواند نیروی محرکه کافی برای چنین تف جوشی در دمای پایین فراهم کند.

علاوه بر این، یک روش پخت جدید با استفاده از حلال‌های ترپینئول[1] اضافی در سطح مشترک برای ارتقای انتشار ذرات نقره و اطمینان از پیوند سطحی پیشنهاد شده است.

لازم است قابلیت اطمینان خدمات خمیر نانو نقره بدون رزین قابل تف­جوشی با دمای پایین­تر به عنوان چسب قالب در مقایسه با سایر خمیرهای نانو نقره سنتی و خمیر نانو نقره تقویت­ کننده رزین بررسی شود. ولی با این حال، تاکنون هیچ تحقیقی مرتبط با این مقایسه قابلیت اطمینان انجام نشده است.

شایان ذکر است که این کار می­تواند جایگزین امیدوارکننده­ای برای خمیر نانو نقره سنتی و خمیر نانو نقره تقویت­کننده رزین برای بسته­بندی الکترونیکی باشد.

در جدیدترین بررسی­ها، قابلیت اطمینان خمیر نانو نقره بدون رزین (تجزیه شده در 180 درجه سانتی­گراد) به عنوان یک ماده رابط حرارتی (TIM[2]) و یک ماده چسبنده قالب به طور جداگانه بررسی شده است.

سپس قابلیت اطمینان حرارتی-مکانیکی خمیر نقره بدون رزین تف جوشی­شده با یک خمیر نانو نقره تقویت­ کننده رزین (پخت در دمای 220 درجه سانتی­گراد) و یک خمیر نانو نقره معمولی (سینتر شده در دمای 260 درجه سانتی­گراد) قبل و بعد از آزمایش شوک حرارتی (TS) مقایسه شده است.

ریزساختارهای سطح مقطع و شکستگی لایه‌های پیوندی نشان داده است خمیر نانو نقره‌ای بدون رزین برتری بیشتری نسبت به دو مورد دیگر دارد. ریزساختار مقطعی به‌دست‌آمده می‌تواند قابلیت اطمینان حرارتی-مکانیکی عالی خمیر نقره بدون رزین متخلخل را تأیید کند، که یک لایه پیوندی متراکم‌تر و همگن‌تر با تخلخل کمتر از 12.5٪ را نشان می‌دهد. علاوه بر این، نشانه­های متمایز جریان پلاستیک را می­توان بر روی سطوح شکستگی مفاصل مربوطه قبل و بعد از پیری مشاهده کرد که برتری روش پخت بدون رزین پیشنهادی را تایید می­کند.

در نهایت، روش باندینگ زینتر پیشنهادی در دمای 180 درجه سانتی­گراد برای اتصال 24 قطعه SiC (مساحت اتصال 18 × 13 میلی‌متر مربع برای هر قطعه) روی یک هیت سینک با روکش نقره استفاده شده است که با موفقیت از ذوب مجدد اتصال قالب لحیم شده جلوگیری کرده و قطعات چسبندگی عالی را نشان داده اند.

بنابراین می­توان گفت توسعه خمیر نقره بدون رزین جدید به طور موفقیت ­آمیزی قابلیت اطمینان حرارتی-مکانیکی دستگاه­های قدرت کاربید سیلیکون (SiC) را در دمای پردازش پایین 180 درجه سانتی­گراد ارتقا می­دهد و کاربرد عملی دستگاه های قدرت SiC را بسیار سودمند می­کند.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772370422000116