本技术涉及一种制备低热膨胀系数复合纳米银纸的新方法及其应用。该方法包括:步骤S1,对纳米级陶瓷材料进行表面改性并稀释以制得稀释液;步骤S2,将稀释液与纳米银粉混合,形成均匀分散的复合溶液;步骤S3,将复合溶液涂覆于基材上,干燥后形成复合纳米银纸。该复合纳米银纸具有优异的热稳定性和电导性,可广泛应用于电子、航空等领域。
背景技术
电力电子功率模块(IGBT模块、整流模块等)主要用在需要高效能源转换、功率放大和电压控制的柔性电压直流输电、轨道交通、新能源汽车、相控阵雷达等领域,高频高压的服役工作环境产生大量的热,热疲劳问题严重影响功率模块的服役可靠性。
中国专利申请号CN118143263A公开了一种纳米银纸及其制备方法和应用,其制备方法包括将银纳米线母液稀释得到银纳米线分散液,然后在0.05MPa~0.2MPa负压下固液分离至膏状,再在0.1MPa~1MPa正压下固液分离至无液体滴出,得到湿态纳米银纸,经漂洗、真空干燥、低温热压,得到纳米银纸。该技术方案得到的纳米银纸作为新型热界面材料具有类似纸张的性状、有一定的强度可机械裁剪且制备工艺简单,生产效率高,批次稳定性强,可批量化生产,良品率高,膜层厚度及面密度均匀可控,可实现低温封装互连,热压烧结后烧结界面层具有高热导率、高导电性、低孔隙率、高服役可靠性等特点。但是,申请人发现,该纳米银纸在用于电力电子功率模块器件封装时,由于功率模块中覆铜陶瓷板及芯片的热膨胀系数一般小于5×10-6
K-1
(50~200℃) ,而铜板或散热器的热膨胀系数约为17×10-6
K-1
~18×10-6
K-1
(50~200℃),两者相差较大,虽然纳米银纸作为界面材料可有效缓解两者之间热应力,提高互连后热疲劳性能,但是纳米银纸热压封装后的界面热膨胀系数约为18×10-6
K-1
~19×10-6
K-1
(50~200℃),在-65~150℃温冲过程中仍存在热疲劳开裂的隐患,因此,需要进一步改善纳米银纸的冷热冲击性能。
实现思路