[发明专利]一种脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法

权利要求书

1.一种脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述方法按照以下步骤进行：

一、采用液相还原法制备金属纳米颗粒：

将含金属盐前驱体的溶液缓慢滴加到含有表面活性剂和还原剂的溶液中，其中金属盐前驱体、表面活性剂和还原剂的质量比在2:1:3~2:1:5之间，同时伴随强烈的搅拌，在160~210℃下持续反应进行1~3h，之后经反复离心、清洗3~5次，得到金属纳米颗粒，放在真空烘干箱中，室温保持12~24h；

二、制备金属纳米颗粒焊膏

按照金属纳米颗粒的重量，称取有机分散剂和表面活性剂，将三者充分混合，控制金属纳米颗粒、有机分散剂及表面活性剂的质量比为80~85：2~5：10~18，利用超声波振动加载在金属纳米颗粒上的外加载荷，保持超声波振动5~10min使得金属纳米颗粒得以良好分散，最终得到金属纳米颗粒低温烧结复合焊膏；

三、脉冲电流低温烧结纳米焊膏制备高温服役纳米晶接头

利用丝网印刷的方法在基板上制备一层50~100μm的金属纳米颗粒焊膏薄膜，将其加热到80~100℃保持5~10min使有机分散剂充分挥发，之后利用双脉冲低温快速制备基板之间的高温服役纳米晶接头，控制脉冲电流在100~1000A之间，持续时间在10ms~10s之间，压力在1~10N之间。

2.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述金属盐前驱体为硝酸银、硫酸铜、氯化铜、氯化锡、氯金酸中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述金属纳米颗粒为单质金属纳米颗粒或多元金属化合物颗粒。

4.根据权利要求3所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述单质金属纳米颗粒为铜、银、锡或金。

5.根据权利要求3所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述多元金属化合物颗粒为铜银核壳纳米颗粒、铜金核壳纳米颗粒、铜锡核壳纳米颗粒或铜锡化合物纳米颗粒。

6.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述表面活性剂为柠檬酸钠或聚乙烯毗咯烷酮。

7.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述还原剂为水合肼、硼氢化钠、乙二醇、柠檬酸或次磷酸氢钠。

8.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述有机分散剂为乙二醇、二乙二醇或聚乙二醇。

9.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述金属纳米颗粒焊膏薄膜的制备方法采用加法加工。

10.根据权利要求1所述的脉冲电流低温快速烧结制备高温服役纳米晶接头的方法，其特征在于所述基板材料为金属。