當(dāng)前功率半導(dǎo)體行業(yè)正在面臨SiC和GaN等寬禁帶半導(dǎo)體強(qiáng)勢(shì)崛起,隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的增量放大,消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)的高續(xù)航、超快充等要求越來(lái)越高,電力電子模塊的功率密度、工作溫度及可靠性的要求也在越來(lái)越復(fù)雜,封裝成了提升可靠性和性能的關(guān)鍵。封裝是承載器件的載體,也是SiC芯片可靠性、充分發(fā)揮性能的關(guān)鍵。
SiC芯片的工作溫度更高,對(duì)封裝的要求也非常高,同時(shí)對(duì)散熱和可靠性的要求也更加嚴(yán)苛,這些都需要相配套的封裝工藝和材料同步跟進(jìn)。
與傳統(tǒng)的焊料合金相比,燒結(jié)銀AS9378具有更高的導(dǎo)熱性(200至300W/mK),有可能將從結(jié)到外殼的熱阻降低40%以上,同時(shí)顯著提高熔點(diǎn)并降低電阻率。此外根據(jù)下表數(shù)據(jù)可觀(guān)察到銀燒結(jié)的高使用溫度接近900℃遠(yuǎn)超傳統(tǒng)焊料。
在功率器件中,流經(jīng)焊接處的熱量非常高,因此需要更加注意芯片與框架連接處的熱性能及其處理高溫而不降低性能的能力。善仁新材的燒結(jié)銀的熱阻要比焊料低得多,因而使用燒結(jié)銀代替焊料能提高RθJC,而且由于銀的熔點(diǎn)較高,整個(gè)設(shè)計(jì)的熱裕度也提高了。
善仁新材的納米銀燒結(jié)工藝,通過(guò)銀原子的擴(kuò)散達(dá)到連接目的。在燒結(jié)過(guò)程中,銀顆粒通過(guò)接觸形成燒結(jié)頸,銀原子通過(guò)擴(kuò)散遷移到燒結(jié)頸區(qū)域,從而燒結(jié)頸不斷長(zhǎng)大,相鄰銀顆粒之間的距離逐漸縮小,形成連續(xù)孔隙網(wǎng)絡(luò)
實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)銀進(jìn)行大面積封裝的可靠互連,促進(jìn)電力電子半導(dǎo)體器件的高溫可靠應(yīng)用是電力電子器件發(fā)展的必然趨勢(shì)。