纳米烧结银是一种听起来既神秘又高科技的材料，它真的有那么神奇吗?它能为我们的电子设备带来怎样的变革?

　　一、纳米烧结银的基本原理及特性

　　1.1 定义

　　纳米烧结银是指通过纳米级银颗粒在适当温度下进行烧结，形成具有高导电性和高热导性的银层。与传统银材料相比，纳米银颗粒由于其尺寸效应和表面效应，具有更低的烧结温度和更好的烧结性能。这使得纳米烧结银在电子封装、导电胶、散热材料等领域具有广泛应用前景。

　　1.2 纳米烧结银的特性

　　高导电性：纳米烧结银在烧结后形成的银层具有接近纯银的导电性能，适用于高性能电子器件的互连和导电胶应用。

　　高热导性：纳米银颗粒烧结后形成的银层具有优异的热导性能，有助于提高电子器件的散热效率，延长器件寿命。

　　低烧结温度：纳米银颗粒由于其高表面积能，在相对较低的温度下即可完成烧结过程，适用于温度敏感的电子封装工艺。

　　优异的机械性能：纳米烧结银在烧结后形成的银层具有良好的机械强度和韧性，能够承受电子封装过程中产生的应力和变形。

　　二、纳米烧结银的制备方法

　　2.1 纳米银颗粒的制备

　　化学还原法：通过化学还原剂将银盐溶液中的银离子还原成银颗粒。该方法操作简单，成本低廉，但颗粒尺寸和形貌难以精确控制。

　　物理蒸发法：通过加热蒸发银金属，再使其冷凝成纳米颗粒。该方法制备的银颗粒纯度高，尺寸均匀，但成本较高，设备要求较高。

　　溶胶-凝胶法：通过溶胶-凝胶过程形成银纳米颗粒，该方法制备的颗粒尺寸可控，形貌均匀，但需要复杂的化学处理过程。

　　2.2 纳米烧结银浆的制备

　　银浆配制：将纳米银颗粒分散于有机溶剂中，并添加适量的分散剂、粘合剂和其他功能助剂，制备出均匀的纳米银浆。

　　浆料调控：通过调整纳米银颗粒的浓度、分散剂和粘合剂的配比，以及浆料的粘度和流变性，优化纳米银浆的性能，以适应不同应用需求。

　　2.3 纳米银浆的涂布与烧结

　　纳米银浆在实际应用中通常需要涂布在基板或器件表面，然后进行烧结以形成导电或导热层。常见的涂布方法包括：

　　丝网印刷：将纳米银浆通过丝网印刷的方式涂布在基板表面，该方法适用于大面积涂布和批量生产。

　　喷涂：通过喷涂设备将纳米银浆均匀喷涂在基板表面，适用于复杂形状的基板涂布。

　　涂覆：通过浸涂或旋涂的方式将纳米银浆涂覆在基板表面，适用于小面积涂布和实验室制备。

　　烧结过程通常在相对较低的温度下进行(150℃-300℃)，以避免对基板材料的热损伤。烧结后的银层具有高导电性和高热导性，可用于电子器件的互连和散热。

　　三、纳米烧结银在电子封装中的应用

　　3.1 电子封装中的互连材料

　　在电子封装领域，纳米烧结银被广泛应用于芯片与基板之间的互连。传统的互连材料(如铅锡焊料、铜)存在导电性能不足、热导性差和环保问题，而纳米烧结银由于其优异的导电性和热导性，成为替代传统材料的理想选择。

　　3.2 高功率电子器件中的应用

　　高功率电子器件(如功率半导体、LED)对散热性能要求极高。纳米烧结银由于其优异的热导性能，可作为理想的散热材料，提高器件的散热效率，延长器件的使用寿命。此外，纳米烧结银还具有低热膨胀系数，可有效减少因热膨胀引起的应力和变形，提高器件的可靠性。

　　3.3 柔性电子器件中的应用

　　随着柔性电子技术的发展，柔性电子器件对互连材料的柔韧性和可靠性提出了更高要求。纳米烧结银由于其良好的机械性能和可加工性，可应用于柔性电子器件的互连和导电线路，满足柔性电子器件的特殊需求。

　　低温银浆，是一种应用广泛的贵金属材料，能够在各个领域发挥其独特的作用。其中包括应用在新型光伏、电子线路、柔性智能穿戴领域的可拉伸银浆，半导体封装，特殊领域用自干银浆等，这些产品不仅在电子领域发挥着重要的作用，也成为了推动科技进步和社会发展的重要材料。

　　低温银浆是一种电子材料，主要由银粉和有机载体、助剂等组成。它具有优良的导电性、热导率和机械强度，因此在电子和电气领域得到广泛应用。在芯片制造中，银浆被用作电路导线和导电导热封装，其作用是连接芯片内部的电路。

　　传统的银浆制备需要高温条件下的热压法，这种方法对芯片的稳定性和可靠性具有一定影响。而低温纳米银浆则采用了新的制备方法，通过特殊的纳米材料和有机载体的复合制得，其优势在于：

　　1. 高可靠性：低温纳米银浆具有良好的机械强度，能够满足复杂电路的需求。

　　2. 低成本：相较于传统的银浆制备方法，低温纳米银浆制程成本更低，可以降低芯片制造成本。

　　低温纳米银浆在芯片制造中的应用主要是作为连接器使用。由于其具有高可靠性和低成本等优势，越来越多的芯片制造厂商开始采用这种新型银浆材料。

　　以传感器芯片制造为例，利用低温纳米银浆制备芯片连接电路，能够大大提高芯片的稳定性和可靠性。同时，低温制备过程不会对芯片产生腐蚀和氧化等损伤，具有较长的使用寿命。

　　低温纳米银浆是一种创新的材料，其具有高可靠性和低成本等优势，在芯片制造中得到了广泛应用。随着技术的不断进步和发展，相信低温纳米银浆将在未来的芯片制造中扮演越来越重要的角色。

　　近日，国内又一家SiC企业宣布建8吋线，总投资达120亿。5月22日，士兰微发布公告称，他们与厦门市人民政府、厦门市海沧区人民政府等多方签署了《8英寸SiC功率器件芯片制造生产线项目战略合作框架协议》及《投资合作协议》，将共同合资在厦门市海沧区建立一条以SiC-MOSFET为主要产品的8英寸SiC功率器件芯片制造生产线。

　　功率循环试验(Power Cycling，PC)是用于考核功率器件封装可靠性的试验之一，近年来，新能源汽车的发展迅速，相关的功率器件也得到了快速的发展，特别是绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar Transistor,简称IGBT)，在新能源汽车，高铁，家用电器等设备中一直处于核心部件的位置，除了IGBT，还有宽禁带器件(有SiC MOSFET 以及GaN 等)，因其高击穿场强，高工作结温和高开关频率的特点，在新能源汽车领域得到了巨大的青睐。所以功率循环测试也成为了各个应用领域对这些功率芯片测试的主要测试试验，用于确认来料的IGBT/SIC MOSFET/GaN等功率器件的可靠性，从而确认实际产品的安全性和质量保证。

　　功率循环分为秒钟级和分钟级，以下是二者的定义：

　　(1)秒钟PC循环：让芯片间歇流过电流产生间隙发热功率，从而使芯片温度波动。因为热源为芯片自身发热，所以一般称之为主动加热。功率循环的周期一般为3~5秒。

　　(2)分钟PC循环：主要是判定模块与散热器间的可靠性

　　功率循环对IGBT模块损伤的机理：主要是铝线/铜线热膨胀系数与芯片热膨胀系数不同，芯片热膨胀系数与DBC板不同导致的。损伤的结果主要是绑定线脱落，断裂，芯片焊层分离。对于功率循环，如果器件的导通压降超过初始值的5%或者热阻超过初始值的20%，即判定为失效。

　　业界的功率循环测试加载的方法不同：

　　这四种方法测试的结果也不一样:失效速度1>2>3>4

　　原因：功率循环的次数与结温波动量密切相关，随着功率循环的进行，被测器件导通压降及热阻势必上升，如果导通时间及导通电流恒定的话，那么在老化后期器件结温会高于测试初期，器件所能承受的功率循环次数必然会少于恒定结温法。

　　一、烧结温度不同

　　烧结银是通过纳米银颗粒的独特的表面能，在不需要任何压力的情况下，在普通的烤箱中加热升温到160℃可以完成烧结;普通的导电银胶可以在更低的温度下固化;

　　二、可靠性不同

　　烧结银冷热循环(-65~150℃)1000次才出现失效;普通导电银胶只能耐200次冷热循环;

　　三、导热系数不同

　　无压烧结银导热系数很轻松的可以达到导热系数大于100W/m.K，而普通导电银胶的导热系数只有5-20W/m.K;

　　四、粘结器件不同

　　烧结银一般粘结大功率器件，比如第三代半导体，大功率LED，射频器件等;一般的导电银胶粘结普通的第一代集成电路封装，对导电导热效果要求不高的界面等;

　　五、对于大功率芯片封装来说，无压烧结银对比传统互联解决方案有巨大优势。

　　一、双面烧结技术的特点

　　1、提高过流能力，发挥SiC芯片的能力;

　　2、提高功率循环可靠性;

　　3、有效提升高结温下的散热能力。

　　二、利用预覆烧结银的铜箔替代原有铝线键合，提供铜线/铜带键合方案

　　在目前所有互联方案中，双面银烧结技术是高功率模组的最佳选择，深圳芯源新材料有限公司作为国内唯一上车的国产供应商，推出的PA-300A03烧结铜电极帮助客户做出了使用双面银烧结技术的碳化硅模块。采用烧结铜电极可以代替原有铝线键合，提供铜线/铜带键合的新方案，显著提升功率模块的过流能力和功率循环次数，同时使用芯源PA-100A03A芯片级银膏在裸铜DBC/AMB上烧结芯片，有效提升客户高结温下的散热能力，降低客户成本。

　　芯源推出的PA-300A03烧结铜电极，在烧结温度为250℃、压力20Mpa、时间5mins的条件下可以烧结为低孔隙率的银层。此外，芯源推出的PA-100A03A芯片级银膏，在烧结温度为230℃、压力15Mpa、时间5mins、界面裸铜的条件下可以做到≥70Mpa剪切力(镀银界面更高)。

　　4月25日，第十八届北京国际汽车展览会(2024)盛大开幕，此次展会汇聚了全球汽车产业的科技创新成就及我国汽车工业的自主创新成果。比亚迪作为2023年首个跻身全球汽车销量前十的中国品牌，在展会上亮相了其新款车型秦L和海豹06，并展出1200V 1040A SiC模块，此模块采用了双面银烧结等先进工艺。

　　相较于市场主流的SiC功率模块，1200V 1040A SiC功率模块在不改变原有模块封装尺寸的基础上将模块功率大幅提升了近30%，突破了高温封装材料、高寿命互连设计、高散热设计及车规级验证等技术难题，充分发挥了SiC功率器件高效、高频、耐高温的优势，主要应用于新能源汽车电机驱动控制器。

　　这款SiC模块的性能之所以可以脱颖而出，最关键的是创新采用了双面银烧结技术，选用了芯源新材料的芯片正面烧结技术。目前国内只有芯源新材料具有此项技术的成熟量产产品。在比亚迪之后，多家模块厂也选用了这一技术，在现有设计尺寸内，提升自己模块的出流能力，提升市场竞争力。芯源新材料一如既往的为客户提供领先的产品和服务，保质保量的帮助客户产品进行快速迭代，抢占先机，实现共赢。

　　备受瞩目的2024中国国际半导体封测行业交流会(每年一届)于3月19日在上海浦东绿地假日酒店一楼会议厅盛大召开及完美落幕。

　　据了解，本次大会共吸引了342家参会代表，其中包括业界顶尖的专家、学者和企业家，共同探讨半导体封测领域的最新技术、前沿趋势和行业发展方向，“芯源新材料”也精彩亮相!以更多元化、更系统化的技术产品和服务解决方案吸引众多客户。

　　未来，“芯源新材料”将持续加大自主研发的投入和解决方案的创新与改进，向不同的生产行业提供可定制化的一流产品和系统解决方案，同本土上下游厂商协同共进，助力国家半导体产业自主可控发展!

       深圳芯源新材料有限公司是一家以高导热封装互连材料为核心的科技企业。公司专注于以纳米金属产品为代表的半导体用散热封装材料的研发、生产、销售和技术服务，为功率半导体封装、先进集成电路封装提供高散热、高可靠的解决方案。

       公司材料研发部门由十余名博士和硕士以及多位实验员组成，成功研制车规级烧结银产品、通讯级烧结银产品、光电封装导热银胶、集成电路用热界面材料”等系列产品。

　　一、会议介绍

　　以“新能源 芯时代”为主题，深圳芯源新材料有限公司受邀参加“CIAS2024功率半导体新能源创新发展大会-全体大会”，于2024年4月23日-24日在苏州狮山国际会议中心圆满举行。据了解，本次大会吸引了上百家参会代表，其中包括业界顶尖的专家、学者和企业家!

　　本次论坛从新能源汽车电驱与电控行业、光储及逆变器行业、化合物半导体材料行业、功率半导体行业、封装与测试行业等不同产业链环节，及车规级应用、光储应用、环保封装、测试等不同角度出发，讨论行业趋势及创新案例。

　　二、芯源新材料总经理“胡博”精彩发言(4月24日上午)

　　芯源新材料总经理“胡博”在本次论坛的方向上，与大家一起共同探讨“探索功率器件用烧结材料的降本方案”的最新技术、前沿趋势和行业发展方向。以更多元化、更系统化的技术产品和服务解决方案吸引众多客户。

      未来，“芯源新材料”将持续加大自主研发的投入和解决方案的创新与改进，向不同的生产行业提供可定制化的一流产品和系统解决方案，同本土上下游厂商协同共进，助力国家功率半导体新能源产业自主可控发展!

　　深圳芯源新材料有限公司是一家以高导热封装互连材料为核心的科技企业。公司专注于以纳米金属产品为代表的半导体用散热封装材料的研发、生产、销售和技术服务，为功率半导体封装、先进集成电路封装提供高散热、高可靠的解决方案。

　　公司材料研发部门由十余名博士和硕士以及多位实验员组成，成功研制车规级烧结银产品、通讯级烧结银产品、光电封装导热银胶、集成电路用热界面材料”等系列产品。