[发明专利]一种氮化铝/纳米银焊膏导热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化铝/纳米银焊膏导热材料及其制备方法，以表面化学镀银的纳米氮化铝作为增强相，将其掺杂在纳米银焊膏中，制得所述导热材料，其步骤为：首先对纳米氮化铝粉末进行预处理，接着用化学镀银的方式在纳米氮化铝表面镀银，最后将改性后的纳米氮化铝颗粒添加在纳米银料浆中进行混合。本发明克服了金属银与氮化铝表面较差的润湿性，制备工艺简单，得到的氮化铝/纳米银焊膏导热率较高，烧结温度较低。

技术领域

本发明涉及复合纳米材料的制备技术领域，尤其涉及一种氮化铝/纳米银焊膏导热材料及其制备工艺。

背景技术

由于电子行业高速发展，故对电子封装材料的使用提出更高的要求。既要具备良好的力学性能、耐腐蚀性、电绝缘性，又要具备高的热导率、低膨胀系数等优点。但传统的芯片与基板的互连材料有着自身材料的致命缺陷而难以满足要求。纳米银焊膏作为新型互连材料，具有卓越的导电和导热性能，同时具有较高的熔点和较低的烧结温度。但由于应用器件的不同，极易造成纳米银焊膏在制备过程中出现缝隙、断裂等致命性问题，降低散热能力。

目前有大量的研究关于提高纳米银焊膏的导热性能以及降低其烧结温度，但是主要采用的途径是改善烧结工艺和添加增强相，前者的工艺过程改善周期长，成本高。后者在现有技术中虽然添加过石墨烯、金刚石等增强相，但其在制备过程中由于材料本身的活跃性以及惰性，存在易团聚以及难粘连等问题，导致其烧结温度、粘连强度以及热导率方面还需提升，同时，增强相与金属界面之间的结合也成为材料制备的关键因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化铝/纳米银焊膏导热材料及其制备方法。

为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是：一种氮化铝/纳米银焊膏导热材料及其制备方法，以表面化学镀银的纳米氮化铝作为增强相，将其掺杂在纳米银焊膏中，得到具有良好结合力、导热性较好的导热材料，包括如下步骤：

(1)对纳米氮化铝颗粒依次进行粗化、敏化和活化处理；

(2)对活化处理后的纳米氮化铝颗粒进行氨化改性处理，得到氨化的纳米氮化铝颗粒；

(3)将氨化的纳米氮化铝颗粒加入到银氨溶液中，搅拌，并滴加还原剂，所得沉淀清洗，离心干燥后得到化学镀银纳米氮化铝颗粒；

(4)将纳米银颗粒置于有机溶剂中，再加入第二表面活性剂，超声搅拌，真空挥发溶剂后得到纳米银浆料；

(5)将化学镀银纳米氮化铝颗粒与纳米银浆料进行混合，搅拌直至颗粒之间均匀分散，洗涤分离之后，得到氮化铝/纳米银焊膏。

进一步的，步骤(1)中，将纳米氮化铝颗粒加入到浓硫酸中，100℃煮沸8h，进行粗化处理；将粗化处理后的纳米氮化铝颗粒置于0.15mol/L的SnCl₂·2H₂O的敏化液中进行敏化处理；再置于0.025mol/L的PdCl₂和浓盐酸混合溶液中进行活化处理。

进一步的，步骤(2)中，将活化处理后的纳米氮化铝颗粒加入到氨水中，得到氨化的纳米氮化铝颗粒。

进一步的，步骤(3)中，将氨水和第一表面活性剂按质量比10：1混合，然后向其中滴加0.1mol/L硝酸银水溶液，配置银氨溶液，其中，第一表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸钠和聚乙二醇200中的至少一种。

进一步的，步骤(3)中，还原剂采用水合肼。

进一步的，步骤(3)中，于30～50℃的水浴温度下磁力搅拌，并以1.5～3.5ml/min的滴加速率滴加还原剂。

进一步的，步骤(3)中，氨化的纳米氮化铝颗粒与银氨溶液的质量比为1：14～18。