广东善仁SiC碳化硅烧结银膏厂家
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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。
② 进行预加热干燥,用于排除烧结银中的有机气体等挥发物,然后在高温下进行无压或压力辅助烧结,主要烧结工艺参数有:升温速率、烧结温度、烧结压强、烧结时间和气体环境等;
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。
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。