闵行高性价比SiC碳化硅烧结银膏性能可靠,SiC烧结银

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。

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。

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。

其一为改变芯片尺寸，好控制在5×5 mm2以内；其二是在烧结银中添加“特殊物质”。善仁新材公司通过控制烧结温度、温升速度、烧结时间研究出一种烧结方法，在针对10×10mm2的大面积连接时，既降低了烧结温度，又将烧结后的剪切强度提升至50MPa左右。

善仁新材另外发现在烧结工艺中引入超声振动能够提高烧结银尺寸和密度，并发现其在处理烧结不充分的边缘地方，能减小过度区，提高纳米烧结银互连层的连接强度；通过引用脉冲电流影响烧结工艺，能够在3分钟的快速烧结中，得到剪切强度为30-35MPa的工艺方法。

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。