江苏高可靠SiC碳化硅烧结银膏性能可靠

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。

善仁新材的纳米烧结银形成的纳米银互连层具有优良的电、热性能，可承受710℃的高工作温度，而且其厚度相比传统的钎焊接头要薄50～80%，是实现SiC功率器件封装的理想互连材料。

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；

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。

烧结纳米银导热率及孔隙关系
孔隙对于热传导性能的影响会很大，善仁新材发现：纳米烧结银热流密度分布不均匀，有孔隙的地方会使得周围的热流密度变低，并且随着孔隙率的增加，等效热导率依次减少。空隙率越低，导热系数越高，空隙率越高，导热系数越低。