石家庄高可靠SiC碳化硅烧结银膏,碳化硅烧结银

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。

近年来以善仁新材开发的纳米烧结银技术为代表的低温连接技术是目前功率器件朝耐高温、高可靠性应用发展的主要趋势，其基本原理是利用纳米尺度下金属颗粒的高表面能、低熔点特性来实现芯片与基板的低温低压烧结互连。

③烧结完成后形成SiC-Cu基板纳米烧结银互连层。可以看到，善仁新材的纳米银烧结互连层是碳化硅功率器件封装的关键结构单元，属于薄层结构，其厚度范围一般为20～50μm。SiC芯片和Cu基板表面可以通过镀银、金等烧结工艺提升其互连层的连接强度。

纳米烧结银互连层的工艺改进
善仁新材研究院比较了加压微米烧结银和无外加压力纳米烧结银，通过实验发现纳米尺度下的银具有比微米尺度下更高的烧结驱动力，避免了压力烧结条件下对芯片和基板中造成缺陷和裂纹等现象，并发现了烧结温度和烧结压强的增加会降低烧结银的孔隙大小，AS9375无压烧结银的纳米银互连层的结合强度可达45MPa。

另外，善仁新材研究院发现：较大面积的互连会导致较差的互连质量，其原因是增加的互连面积阻止了有机成分被燃尽，会导致更高的的孔隙率，针对这种现象，善仁新材提出了两个解决方案：

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。