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纳米银浆料是近年来出现的一种颇有前景的电子封装互连材料,具有优良的导电性、导热性及高温机械性能,可用于高频、高密度、大功率器件的耐高温互连,克服软钎料的一些不足,为电子封装提供了一种无铅化解决方案。但是,纳米银浆料应用仍被其过长的烧结时间(20-30min)所限制。本文则采用激光实现了纳米银浆料的快速烧结,在5-15s内得到剪切强度约为12-38MPa的烧结接头。另外,设计并制备出混合银浆成功实现低激光功率下的高强度互连。本文首先采用化学还原法制备出粒径分别为62nm和19nm的纳米银颗粒,并以单一大粒径纳米银浆料对激光快速烧结工艺参数进行探究。结果表明:激光功率和烧结时间对接头的剪切强度影响显著,随着功率的增加和烧结时间的延长,剪切强度大幅度提高。低功率下,施加压强对接头剪切强度的影响并不明显,高功率下,随着施加压强的增大,剪切强度获得提高。由于功率过高时间过长会产生较高的烧结温度,对芯片造成损伤,因此最佳烧结参数为80W,10s,5MPa,烧结接头强度为23MPa。另外,为避免激光直接照射对芯片的损伤,本文对基板背面烧结进行了探究,所获得的接头剪切强度比正面烧结略高一些。离焦量的增加可降低正面照射芯片表面温度,但功率密度的减小会导致接头剪切强度呈现下降趋势。随后,通过烧结界面微观形貌的演变以及烧结温度场的模拟得出了激光快速烧结纳米银浆料的机理,激光烧结过程共分为四个阶段:浆料中的有机物挥发分解促使纳米银颗粒直接接触并紧密排列;纳米银颗粒局部熔化,液相薄膜加快原子扩散速率,烧结颈长大;塑性变形的纳米银颗粒分割、填充大的孔隙;微观缺陷的消失,进一步促进烧结接头致密化。最后,对60W,15s,5MPa的烧结参数下纳米银浆料的高强度互连进行探究。大粒径纳米银颗粒在该参数下得到的烧结接头的剪切强度仅为17MPa;小粒径纳米银颗粒由于烧结驱动力更大,可得到剪切强度为25MPa的烧结接头。大小粒径混合的纳米银浆料以及掺杂纳米银线的浆料同样能够提高烧结接头剪切性能,得到剪切强度分别为36MPa和24MPa的烧结接头,但两者增强机制不同,前者是因为两种粒径纳米银颗粒可以相互填充缝隙,在烧结过程中通过原子扩散更易形成无孔隙存在的致密化整体;后者是因为纳米银线在应力加载期间通过弯曲、断裂、塑性变形、拔出等机制吸收消耗应变能量。