納米燒結(jié)銀做為SiC芯片封裝的互連層研究總結(jié)
IGBT功率器件被廣泛用于新能源電車、車載逆變器上，做主要的控制元器件，而以SiC為代表的第三代半導(dǎo)體材料所制成的功率器件能夠承受500℃左右甚至更高的溫度，比Si小近千倍的導(dǎo)通電阻，多20倍左右的開關(guān)頻率等性。

由于現(xiàn)有封裝技術(shù)的限制，特別是芯片與基板的互連技術(shù)，例如銀漿、聚合物材料，軟釬焊等互連技術(shù)由于焊料合金的低熔點(diǎn)、環(huán)氧樹脂的低溫分解等原因，使其不能在高溫環(huán)境下可靠工作，導(dǎo)致限制電力電子系統(tǒng)性能和可靠性的瓶頸從半導(dǎo)體芯片轉(zhuǎn)移到了封裝技術(shù)上來(lái)。

善仁新材的納米燒結(jié)銀形成的納米銀互連層具有優(yōu)良的電、熱性能，可承受710℃的高工作溫度，而且其厚度相比傳統(tǒng)的釬焊接頭要薄50～80%，是實(shí)現(xiàn)SiC功率器件封裝的理想互連材料。

納米燒結(jié)銀互連層的工藝改進(jìn)
善仁新材研究院比較了加壓微米燒結(jié)銀和無(wú)外加壓力納米燒結(jié)銀，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)納米尺度下的銀具有比微米尺度下更高的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，避免了壓力燒結(jié)條件下對(duì)芯片和基板中造成缺陷和裂紋等現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了燒結(jié)溫度和燒結(jié)壓強(qiáng)的增加會(huì)降低燒結(jié)銀的孔隙大小，AS9375無(wú)壓燒結(jié)銀的納米銀互連層的結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)45MPa。

納米燒結(jié)銀互連層的孔隙研究
善仁公司統(tǒng)計(jì)了在不同時(shí)間和溫度下孔隙率情況。發(fā)現(xiàn)孔隙率的大小和芯片的大小有很大的關(guān)系，采用無(wú)壓納米燒結(jié)銀AS9375封裝5*5mm的小芯片，幾乎無(wú)孔隙。對(duì)于大于5*5mm的芯片，空隙率會(huì)在3-8%之間。孔隙主要由小孔和中孔組成，在250℃燒結(jié)時(shí)，空隙會(huì)很少。

納米燒結(jié)銀互連層的蠕變性能
善仁研究院通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：蠕變應(yīng)力指數(shù)以及激活能分別與環(huán)境溫度和加載應(yīng)力的關(guān)系很大，建議客戶根據(jù)自己芯片的大小和界面的鍍層材料選擇適合的燒結(jié)溫度和是否加壓。