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。
由于现有封装技术的限制,特别是芯片与基板的互连技术,例如银浆、聚合物材料,软钎焊等互连技术由于焊料合金的低熔点、环氧树脂的低温分解等原因,使其不能在高温环境下可靠工作,导致限制电力电子系统性能和可靠性的瓶颈从半导体芯片转移到了封装技术上来。
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;
另外,善仁新材研究院发现:较大面积的互连会导致较差的互连质量,其原因是增加的互连面积阻止了有机成分被燃尽,会导致更高的的孔隙率,针对这种现象,善仁新材提出了两个解决方案:
善仁新材研究院通过各种测试得知:纳米烧结银的互连层的空隙大小和空隙率高低和烧结温度,升温速率,保温时间等有密切的关系。
随着无铅化的推进,善仁新材的纳米烧结银时替代焊锡膏作为连接材料的候选材料之一,特别是在混动和电动汽车,高铁,航空航天,太阳能,深井石油开采等需要在200度恶劣环境下的各种工作应用,必将成为主流的互连材料之一。