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无压烧结银胶的区别及前景

2024-04-24 17:58:21 阅览167

  据悉,总投资约300亿元的三安意法半导体项目组预计在今年8月完成对重庆厂房的建设并开始投产,达产后,预计每周能够生产1万片8英寸碳化硅MOSFET芯片,这些芯片将主要用于新能源汽车的主驱动逆变器、充电桩和车载充电器等关键部件。应用于车规功率器件中的烧结银材料也将迎来不断增长的客户需求。

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  以 SiC 和 GaN 为代表的宽禁带半导体材料,由于具有化学稳定性好、击穿电压高、电子迁移率高和介电常数小等优点,正在电力电子行业中快速崛起。然而,苛刻的服役条件也对功率芯片封装材料提出了更高的要求,如优异的机械强度、导热导电性能、高熔点、高低温循环下的组织稳定性以及高温蠕变抗性等。

  银纳米颗粒浆料作为大功率器件封装的热界面材料,在压力辅助或者无压力辅助的条件下烧结,制备互连结构,具有非常优异的力学性能和散热性能。


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  影响纳米银烧结的工艺参数主要包括烧结压力、烧结温度、烧结时间、升温速率和烧结气氛。烧结压力可以为烧结提供驱动力,促进银颗粒间的机械接触、颈生长和银浆料与金属层间的相互扩散反应,有助于消耗有机物排出气体,使互连层孔隙更少,从而形成稳定致密的银烧结接头。但由于现有的设备技术原因,高烧结压力难以实现自动化生产,且过高的烧结压力会造成芯片的损坏,从而导致器件可靠性的下降。对于银颗粒尺寸较小的焊膏,银烧结所需的驱动力较小,因此可以实现低温无压烧结。


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  目前芯源新材料推出的无压烧结银胶主要分为全烧结银膏和半烧结银胶,其区别在于是否含有树脂胶成分:

  (1)不含树脂胶的全烧结银膏对于界面的要求较高,需要做金属化处理(金/银)。相较传统焊接和粘结材料,在金、银界面上具有稳定的附着力,点胶效果出众、工艺窗口宽,具有优良的导热能力;

  (2)对于含树脂胶的半烧结银胶应用领域较为宽泛,目前在射频微波、光电领域、手机快充等大功率器件的封装皆有应用案例。相较传统焊接和粘结材料,可形成牢固可靠、散热极佳的粘结层。


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