Low-temperature packaging through Ag-Cu supersaturated solid solution nanoparticle paste for high-temperature power electronics

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作者
Wanchun Yang,Wenbo Zhu,Xiaoting Wang,Shaowei Hu,Peng Cui,Yi Fang,Zhengyu Li,Qi Fang,Haiyang Cao,Hui Xu,Mingyu Li
出处
期刊:Materials Letters [Elsevier]
卷期号:357: 135675-135675 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.matlet.2023.135675
摘要

In this work, anti-oxidative single-phase Ag-Cu supersaturated solid-solution nanoparticles (Ag-Cu SS-NPs) were synthesized by a one-step method to serve as packaging materials for high-temperature power electronics. After sintering at 250 ℃ in air, a dense supersaturated structure with nano-sized Cu precipitates and coherent twins, high shear strength over 133 MPa and low resistivity (4.35 μΩ·cm) were obtained. Notably, the supersaturated structure with nano-sized Cu precipitates enhanced the thermomechanical properties and high-temperature stability. The high-temperature shear strengths of the sintered Ag-Cu joints reached remarkable 93.5 MPa at 300 ℃. Meanwhile, the room-temperature shear strength of the sintered Ag-Cu SS-NP joints after aging at 300 ℃ for 500 h was maintained at 98.7 MPa, doubling that of the sintered Ag joints. Hence, the Ag-Cu SS-NP paste presents excellent feasibility and potential for high-temperature power electronics.
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