洛•馬公司航天系統先進技術中心(ATC)先進材料與納米技術部門已經開發出一種革命性的納米銅基電互連材料(又稱焊料),加工溫度在200°左右。這種CuantumFuse焊料一旦充分利用,其電性能和熱導率預計將比目前使用的錫基材料提高10倍。該焊料在軍事和商業系統的應用目前正在審議。
過去,幾乎所有的焊料都含鉛,由于全球努力淘汰有害電子材料,無鉛焊料的需求相當迫切。歐盟在2006年實施無鉛焊料,而加利福尼亞州是在2007年1月1日,之后不久新澤西和紐約市也進行實施。目前主要的無鉛焊料替代品結合了錫、銀和銅(Sn/Ag/Cu),已經通過驗證可以用于消費電子產業,主要涉及產品生命周期短,運行環境相對良性。然而,無鉛焊料也產生許多問題:高加工溫度使成本更高;高含量錫可導致錫晶須,可能會導致短路;在具有挑戰性的環境下常常出現斷裂,難以保證量化的可靠性。這些可靠性問題在很多領域特別嚴重,如軍事、航天、醫療、石油和天然氣、汽車行業。在這些應用領域中,產品的關鍵要素在于使用壽命周期長和魯棒性,可用于振動、沖擊、熱循環、濕度和極端溫度等條件。
CuantumFuse焊料的開發解決了一系列問題,其中包括但不限于:足夠小的納米粒子;合理粒度分布;反應可擴展性;低成本合成;抗氧化抗生長的環境條件;魯棒粒子高溫融合。選擇銅是因為它已經在整個電子行業被用于互連襯墊材料,能夠盡量減少兼容性問題,而且非常便宜(成本相當于1/4的錫或1/100的銀或1 /10000的金),儲量豐富,電性能和熱導率是商業錫基焊料的10倍。
ATC已經演示了利用CuantumFuse焊料組裝一個小型測試攝像機基板。隨后ATC將重點開發解決提高粘結強度等問題。(新華網)