关键词 |
SiC碳化硅烧结银膏 |
面向地区 |
全国 |
粘合材料类型 |
金属类 |
纳米烧结银做为SiC芯片封装的互连层研究总结
IGBT功率器件被广泛用于新能源电车、车载逆变器上，做主要的控制元器件，而以SiC为代表的第三代半导体材料所制成的功率器件能够承受500℃左右甚至更高的温度，比Si小近千倍的导通电阻，多20倍左右的开关频率等性。
由于现有封装技术的限制，特别是芯片与基板的互连技术，例如银浆、聚合物材料，软钎焊等互连技术由于焊料合金的低熔点、环氧树脂的低温分解等原因，使其不能在高温环境下可靠工作，导致限制电力电子系统性能和可靠性的瓶颈从半导体芯片转移到了封装技术上来。
善仁新材纳米烧结银互连结构成型原理及微观结构
纳米颗粒具有特的性能，其比表面积小并且表面曲率半径小，这种特性赋予了它具有比常规的粉体更低的熔点和焊接温度。根据善仁新材研究院的经验得知：纳米银在粒径尺度在10nm以下时，它的烧结温度能降低到100℃以下，比块状时候的熔点的961℃低了800℃以上。与块状银微观结构不同是，纳米烧结银互连层是属于微孔材料，即在其内部分布有众多的微孔隙，微孔隙的尺寸位于亚微米至微米范围间。
善仁新材的纳米烧结银互连层的制作工艺
其工艺主要包括：
① 在覆铜（Cu）基板上涂覆或者丝网印刷纳米烧结银，将芯片放置在纳米银膏上；
纳米烧结银互连层的孔隙研究
善仁公司统计了在不同时间和温度下孔隙率情况。发现孔隙率的大小和芯片的大小有很大的关系，采用无压纳米烧结银AS9375封装5*5mm的小芯片，几乎无孔隙。对于大于5*5mm的芯片，空隙率会在3-8%之间。孔隙主要由小孔和中孔组成，在250℃烧结时，空隙会很少。
善仁新材研究院通过各种测试得知：纳米烧结银的互连层的空隙大小和空隙率高低和烧结温度，升温速率，保温时间等有密切的关系。
