随着飞机，汽车，航空航天以及深层油气钻探等技术的发展，我们需要电子设备能够在一些极端环境下运行，这些功率电子器件在工作中，IGBT内部SiC芯片和陶瓷基板的芯片互连层需承受300℃以上的高温，高铅焊料【w(Pb)gt;85％】因其优异的性能在曾在微电子封装的高温领域中应用广泛,但是由于环境保护以及相关法律法规的要求，急需寻找替代品，高性能的无铅焊料的研究因此成为材料界和电子界的热点课题之一^[1,2,3,4]。但是300℃的高温往往超过了大多数无铅焊料的熔点（210~220℃左右）。一味的提高焊料的熔点会造成电子器件的高温损伤。因此，亟需提出一种可实现“低温互连，高温服役”的连接材料^[5,6]。此外，金属或合金纳米粒子的低温接合也是一些新技术如透明导电电极（TCEs），纳米粒子喷墨，3D或柔性印刷，纳米粉末冶金烧结，纳米粒子微纳结合等的基础科学过程，于是这种低温连接的技术就显得非常有必要了^[7,8]。

一种可行的方法是采用由低熔点组分和高熔点组分组成的物质通过固液相互扩散结合（SLID）^[9]。在结合过程中，低熔点组分熔化并且通过与高熔点组分反应形成一个具有高熔点的新相而被消耗掉。因此，高温接头就可以在低粘合温度下制造。基于Ag/Sn，Cu/Sn，Au/Sn的SLID工艺也已经有了相当的研究和发展。由于金属铟的熔点很低，且易于与铜，银，金等高熔点的金属反应形成各种高熔点的金属化合物，近年来国内外很多团队也对其在微电子封装上的应用做了很多相关的研究。但是此连接方法也存在一些问题，比如连接材料结构适应性较差，对表面要求也高，通用性不好，连接过程扩散反应和等温凝固速率慢，且连接层成分和性能的控制在实际应用中也需要解决。在SLID基础上进一步研发了TLPS技术则显示出很好的发展潜力^[10,11]。

生产高温接头另一种方法就是银低温烧结连接。微纳米银烧结连接是一种利用微纳米颗粒的表面效应在较低的温度和一定的压力下实现的耐高温封装连接技术。在烧结过程中银颗粒会凝聚分散在粘结剂中^[12,13]。最近的一份研究显示，随着Ag颗粒的尺寸缩小至2.4nm，由于表面上的原子比例增加，表面预熔化温度可低至350℃。随着工艺的改进，烧结温度已降至275℃^[14]。这从某种程度上进一步降低了成本。Jiaqi Wu和Chin C.Lee的团队通过对Si/Ag/Cu与Cu/Ag/Cu钎料焊点的研究发现，即使是在300℃的温度下，Ag/Cu键合界面的气密性仍旧良好，这也就避免了氧化膜的产生对其性能的影响。并且做相同处理的银基焊点在300℃温度下老化200h的焊点比老化75h的焊点剪切强度要大，这意味着在高温使用期间，结构会变得更加坚固。这也证明了在服役过程中连接结构强度变得越来越强这一设想是可行的，表现出良好的应用前景^[15]。

材料制备：通过银低温烧结连接的方法使粒径比为1：5的铟和银粉末（1um铟粉 5um银粉）在有机溶剂中在一定温度和压力下实现互连。

材料表征：对所制备的银基焊点进行包括剪切强度，拉伸强度等焊接质量评估，并在老化前后用光学显微镜和FEG-SEM等仪器测量对其界面组织进行分析。

2.2 研究目标

1、掌握耐高温银基焊点的制备工艺；

2、观察表征银基焊点在不同热处理工艺下的界面组织演变；

3、了解国内外相关研究概括和发展趋。

2.3 技术方案

1、以合适的有机溶剂将比例为70：30的微米银粉（5um）与铟粉（1um）混合，制备出金属－有机物型纳米银焊膏。将混合物用研钵研磨10分钟，然后置于超声波清洗器内30分钟使得银和铜均匀分散于有机溶剂中。接着将焊膏压印于铜基板上，预热120℃挥发掉有机成分，最后在温度为200℃，压力为3MPa的条件下完成烧结连接。

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-6周：按照设计方案，制备耐高温银基焊点并对其进行热处理。

第7-10周：采用光学显微镜和FEG-SEM等测试技术对焊点内的界面组织进行表征。

第11-14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文。

第15周：论文答辩。

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