日本新基THINKY在半导体银烧结膏制备中的混合工艺

更新时间：2026-11-04

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随着功率半导体、LED器件及先进封装技术的发展，芯片与基板之间的连接材料需要兼顾导电、导热和连接可靠性。银烧结膏作为一种金属粉末连接材料，其性能不仅取决于银颗粒本身，还与有机载体、添加剂的配比，以及制备过程中的混合均匀性密切相关。

在银烧结膏研发中，材料制备并不是简单地将银粉与液态组分混合。高比例金属颗粒容易形成局部团聚，浆料内部也可能夹带空气。如果混合状态不稳定，后续印刷、点涂和烧结过程中就可能出现材料分布差异，影响连接层的一致性。因此，如何在有限样品量下实现可重复的混合与脱泡，是半导体封装材料研发中值得关注的工艺环节。

银烧结膏通常由银颗粒及有机载体等组分构成。银颗粒的形貌、粒径分布和表面状态，会影响颗粒之间的接触及浆料流动特性；有机载体则关系到材料的储存、印刷和涂布性能。

制备过程中，如果局部银粉浓度过高，可能造成浆料组成不均；如果液态组分没有充分分布，材料在不同位置的流动特性也可能存在差异。此外，混合过程中引入的气泡会影响材料的连续性，在后续沉积和烧结后可能形成孔隙或局部缺陷。

因此，银烧结膏的制备需要同时考虑组分均匀性、气泡控制和材料状态保持。对于高金属含量体系，不能单纯依靠提高搅拌强度来解决所有问题，还需要避免过度处理造成材料温升或流变状态改变。

日本新基THINKY采用自转与公转相结合的行星离心式混合方式。容器在公转过程中同时进行自转，利用复合运动促使内部材料形成三维流动。设备不需要传统搅拌叶片直接接触材料，可以减少搅拌部件残留和清洁带来的影响。

对于银烧结膏这类金属粉末与有机载体组成的复合体系，该方式可用于研发阶段的组分混合与脱泡处理。使用独立容器进行小批量制备，也有利于不同配方之间的实验切换。

值得关注的是，公开US10593851B2所描述的一种金属粉末烧结膏制备实例中，使用了THINKY AR-250行星离心式混合设备进行组分混合，并安排后续脱泡处理。这说明该类设备曾被用于金属粉末烧结膏的实验制备。具体时间和条件属于特定配方的实验记录，并不代表所有银烧结膏都应采用相同程序。

银烧结膏的混合效果和脱泡效果并不是同一个评价指标。混合主要关注金属颗粒与有机载体能否形成均匀体系；脱泡则关注材料内部气体是否得到有效去除。

如果只观察混合后的表面状态，很难判断内部是否仍存在微小气泡。因此，研发过程中应结合实际材料特性，分别建立评价方法。例如，可以通过不同位置取样比较固含量或组成差异，通过显微观察检查颗粒团聚和气泡情况，并进一步结合印刷图形、沉积厚度及烧结后连接层的截面分析进行验证。

对于需要进行多组配方比较的实验室，还应统一原料预处理、容器规格、装料量和环境条件。只有将这些变量纳入记录，才能判断工艺参数变化是否真正改善了材料性能。

半导体材料研发通常需要经历配方筛选、小批量验证和工艺放大等阶段。小批量混合设备能够帮助研发人员快速比较不同银粉比例、载体配方及处理条件，但实验室获得的结果不能直接等同于量产工艺。

在设备选型时，应重点核对样品重量、材料黏度、容器适配、单次处理量以及是否需要独立脱泡或真空处理。对于高金属含量浆料，还需要通过实际试验确认设备运行条件是否适合材料体系，避免仅依据设备最大容量或转速判断适用性。

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