隨著第三代半導(dǎo)體器件（如碳化硅和氮化鎵等）越來越多的應(yīng)用在更加高溫、高壓和高頻的環(huán)境，相應(yīng)的封裝材料和結(jié)構(gòu)，尤其是芯片-基板的互連，在導(dǎo)熱、導(dǎo)電和可靠性方面提出了更為嚴(yán)苛的要求。相比于傳統(tǒng)的焊錫合金和導(dǎo)電銀膠等互連材料，低溫?zé)Y(jié)銀焊膏的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率可提升3倍，可靠性可提升5倍，并且燒結(jié)銀熔點(diǎn)為961 ℃，理論上可以在<700 ℃的高溫環(huán)境下可靠工作，可以滿足高溫、高功率密度的可靠封裝應(yīng)用需求，得到了越來越廣泛的研究和應(yīng)用。

在燒結(jié)銀互連芯片-基板的過程中，為了防止基板如直接覆銅（Direct-bond-copper, DBC）或覆鋁（Direct-bond-aluminum, DBA）基板的銅或鋁表面氧化，最常用的方法是在基板表面電鍍或化學(xué)鍍鎳/金或鎳/銀。其中的鎳鍍層性能穩(wěn)定，具有良好的耐腐蝕性，與錫基釬料等反應(yīng)和擴(kuò)散速率低，可以作為擴(kuò)散阻礙層，避免或減緩大量金屬間化合物的形成；此外，鎳鍍層具有較大的剛度，可以阻礙DBC或DBA基板在溫度沖擊過程中的熱-機(jī)械變形，提高可靠性。相比于電鍍鎳層，化學(xué)鍍鎳（磷）層的硬度更高、抗磨性能優(yōu)良，對(duì)釬料具有良好的潤(rùn)濕性和可焊性，應(yīng)用更加廣泛。
    目前電子封裝中常用的軟釬焊料為含鉛釬料或無(wú)鉛釬料，其熔點(diǎn)基本在300℃以下，采用軟釬焊工藝的功率模塊結(jié)溫一般低于150℃，應(yīng)用于溫度為175-200℃甚至200℃以上的情況時(shí)，其連接層性能會(huì)急劇退化，影響模塊工作的可靠性。
    無(wú)壓燒結(jié)銀技術(shù)是一種制備金屬制品的新技術(shù)，通常用于制備精密零部件和電子零部件。該技術(shù)利用電磁燒結(jié)原理，不需要壓粉或壓鑄料，直接在空氣或氧氣的條件下進(jìn)行燒結(jié)，從而獲得高質(zhì)量的金屬制品。

無(wú)壓燒結(jié)銀技術(shù)的特點(diǎn)如下：
高精度：無(wú)壓燒結(jié)銀技術(shù)可以制備出高精度的金屬制品，因?yàn)椴牧媳旧聿恍枰?jīng)過壓粉或壓鑄料的過程。
適用場(chǎng)景：無(wú)壓燒結(jié)銀技術(shù)適用于制備精密零部件和電子零部件，因?yàn)椴牧媳旧聿恍枰?jīng)過壓縮過程，因此可以獲得更高的性能和精度。

為什么采用燒結(jié)銀技術(shù)：

    傳統(tǒng)功率模塊中，芯片通過軟釬焊接到基板上，連接界面一般為兩相或三相合金系統(tǒng)，在溫度變化過程中，連接界面通過形成金屬化合物層使芯片、軟釬焊料合金及基板之間形成互聯(lián)。目前電子封裝中常用的軟釬焊料為含鉛釬料或無(wú)鉛釬料，其熔點(diǎn)基本在300℃以下，采用軟釬焊工藝的功率模塊結(jié)溫一般低于150℃，應(yīng)用于溫度為175-200℃甚至200℃以上的情況時(shí)，其連接層性能會(huì)急劇退化，影響模塊工作的可靠性。

在功率器件中，流經(jīng)焊接處的熱量非常高，因此需要更加注意芯片與框架連接處的熱性能及其處理高溫而不降低性能的能力。

無(wú)壓燒結(jié)銀的更大阻力：

    銀燒結(jié)技術(shù)發(fā)展遇到的主要問題是：銀燒結(jié)技術(shù)所用的納米銀成本遠(yuǎn)高于焊膏，銀漿成本隨著銀顆粒尺寸的減小而增加，同時(shí)基板銅層的貴金屬鍍層也增加了成本；其他銀燒結(jié)技術(shù)需要一定的輔助壓力，高輔助壓力易造成芯片的損傷，無(wú)壓銀燒結(jié)預(yù)熱、燒結(jié)整個(gè)過程長(zhǎng)達(dá)60分鐘以上，生產(chǎn)效率較低；銀燒結(jié)技術(shù)得到的連接層，其內(nèi)部空洞一般在微米或者亞微米級(jí)別。

隨著汽車的電子化和EV、HEV的實(shí)用化以及SiC/GaN器件的亮相等，車載功率半導(dǎo)體正在走向多樣化。比如，不僅是單體的功率MOSFET，將控制IC（電路）一體化了的IPD（IntelligentPowerDevice）也面世且品種不斷增加。多樣化了的車載功率半導(dǎo)體，尤其是EV和HEV用車載功率半導(dǎo)體的耗電量不斷增加，

為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，就要求封裝實(shí)現(xiàn)

1）低電阻、

2）高散熱、

3）高密度封裝。

而低溫?zé)o壓燒結(jié)銀工藝正是解決這一難題的關(guān)鍵技術(shù)。

壓力，溫度和時(shí)間是燒結(jié)質(zhì)量的主要影響因素，鍍層類型和質(zhì)量，芯片面積大小和燒結(jié)氣氛保護(hù)也是需要考慮的重要因素。

想了解更多無(wú)壓燒結(jié)銀相關(guān)問題或者產(chǎn)品資料，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們?yōu)槟鉀Q和提供服務(wù)：