技术编号:T2016090019成熟度:生试阶段 来源地:中国 价格:面议 所属领域:材料科技 此技术可用于:功能材料
亮点
新型的纳米界面导电材料——纳米银线,可广泛应用于光伏、LED、IC等高新技术产业,打破国外高端技术的垄断。
方案描述
一、详述
1. 技术背景
LED是Light Emitting Diode的缩写,即发光二极管,是一种半导体固体发光器件,它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,引起光子发射而产生光。2004年全球LED市场规模为47亿美元,到2008年增长到69亿美元,年平均增长率约为13%。2013年我国半导体照明产业整体规模达到了2068亿元,较2012年的1520亿增长34%。
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。
我国是芯片消费大国,不过长久以来我国芯片进口金额超过石油等大宗商品进口规模,集成电路产业发展严重依赖国外技术,国家安全与经济发展都面临考验。高端导电胶基本被美、日公司(3M、杜邦、住友、住矿、日立等)垄断。国内各行业尤其是IC、LED、光伏对国外导电银胶依存度几乎达100%,使得导电银胶在最终产品价格中虽然只占1%-2%,但国外公司仅凭导电银胶就能做到对我国这些行业的技术垄断。
在此背景下,我国出台了包括《集成电路产业发展推进纲要》在内的多项“强芯”政策,并成立国家产业投资基金以扶持本土芯片产业发展。2017年中国IC市场规模将由2014年的1000亿美元成长至1500亿美元,占据全球市场38%的比例。IC、LED、光伏等行业的技术发展快,要求导电银胶的应用研发要跟上大行业节奏,这对生产厂家的研发能力要求较高。
为了解决传统产品导电性的不稳定、生产成本高、抗冲击强度差等缺点,本技术方案提供一种新型的纳米界面导电材料——纳米银线,可广泛应用于光伏、LED、IC等高新技术产业。
2. 技术原理
· 高质量单晶纳米银线制备技术
利用乙二醇溶剂热法,采用高分子PVP作为吸附剂和软模板,从硝酸银中制得纳米银线。不仅提高AgNO3浓度达0.5M以上,且可以量产;生产工艺简单,反应条件温和可控,所用原料廉价易得,放大合成以及产业化优势明显。
产物不仅产量很高,而且纯度很高,基本上没有其他非线状形貌存在。通过粉末衍射以及电子衍射结果可知,产物的结晶性很好,产物均为单晶银线。
· 银纳米线尺寸控制工艺
通过改变AgNO3溶液浓度和反应温度来得到纳米银线。
· 纳米银线导电银胶合成工艺
首次将纳米银线应用到导电胶技术中,在体系中容易形成导电网络。本工艺不仅可以降低生产成本,银用量从传统70%-80%减少到35%—45%;还提升导电效率:电阻率5×10-5 —10-4 Ω·cm,远低于传统导电胶的电阻率5×10-3 Ω·cm。
· 纳米银线表面处理工艺
通过醛类还原法去除银表面电导率低的Ag2O,并通过短链的二羧酸去除银表面影响导电性的脂肪酸类有机润滑剂,从而来提升导电率。
· 纳米铜粉导电材料
此项目通过填充铜粉改变导电材料的特性,例如电阻率,产生高氧化高弥散的导电材料。
2 优势
本技术方案具有以下几点优势:
1. 银用量减少,生产成本降低;
2. 导电效率提高,导电效果更好;
3. 铜胶满足客户差异化的要求;
4. 本土化产品更加了解客户要求。
三、应用
本技术适用于光伏,LED和集成电路等高新技术产业,特别是在纳米元器件和纳米封装领域有着高端要求的用户。