銀 銦 合 金
燒結銀膠在半導體中使用廣泛，其應用主要集中于高功率、高溫、高可靠性場景，如光電子器件封裝、航空航天、汽車電子等領域。
但是，在高溫的嚴苛環境下，燒結銀膠仍有著嚴重的孔洞以及氧化問題，最終導致接點劣化。
現在，利用行星式球磨機所提供的機械合金技術，制備出新型的銀銦合金(Ag-In alloy)膠。
銀銦合金具有更優的熔融態流動性，可填充微小間隙，減少界面空洞；且由于銦的加入，可抑制銀的硫化/氧化，在高溫高濕環境中具備更強的抗腐蝕性。
Ag-In 合金 制備方法
設備： | 行星式球磨機 PULVERISETTE 7 加強型 | ||
研磨材質： | 氧化鋯 | ||
樣品： | A：銀粉 B：銀粉+20%銦粉 | ||
球料比： | 7.5：1 | ||
轉速： | 600 rpm | ||
時間： | 10 h |
將罐內樣品以500目過篩后，再制備成黏著膠。
SEM/TEM 結果
PART
01
（a）處理前 Ag 粉 （c）處理后 Ag 樣品
（b）處理前 In 粉 （d）處理后 Ag-In 樣品
由SEM與TEM的結果得知，研磨后得到的合金具有納米晶(nanocrystalline) 結構。
推測此結構來自于行星式球磨機持續提供給Ag與In粉末的高能量，造成大量的晶粒邊界累積而成。
粒徑分布 結果
PART
02
經過研磨之后的Ag-In與Ag，粒徑明顯均得到明顯細化。
以主要的粒徑成分來看，分別從28μm細化至13μm以及約6μm。
由于Ag粉/In粉本身具有延展性，故在研磨過程會產生冷焊效應，造成明顯的團聚，可通過添加適當的硬脂酸來有效地抑制。
剪切力測試 結果
PART
03
所有測試均在300℃的高溫下進行，上圖為在高溫存儲時間50h、100h、1000h與2000h四個階段的材料剪切力變化趨勢。
實驗結論
• 純銀膠因為孔洞小于銅金屬所需的擴散路徑，雖然沒有產生Cu2O的問題，但無法避免孔洞隨著HTS時間增加而擴大的現象，因此在機械性質上不穩定，高溫穩定度也不算太好。
• 20MPa條件下的Ag-In膠由于較高的鍵合壓力，改善了銅擴散的問題，并且In本身可抑制孔洞擴大的現象，在元件特性上有明顯提。
• 通過 德國飛馳FRITSCH的高能行星式球磨機，創造了一種嶄新的機械合金方法，利用此方法得到的組件，在界面空洞控制、機械柔性與抗熱疲勞、長期化學穩定性等方面，具有更強的性能，在半導體相關材料的研發上擁有優秀的潛力。
行星式球磨機
PULVERISETTE 7 加強型
可充惰性氣體
提供安全可靠的球磨環境
GTM 實時監控
實現空氣壓力與溫度監測，樣品狀態盡在掌控
簡易定位，安全鎖緊
簡化實驗操作，使人員與設備獲得最佳保護
RFID 智能檢測
準確檢測研磨罐信息，預防不合理設置
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