银烧结VS铜烧结:谁才是烧结领域的未来之星?
在功率半导体封装领域,很值得一谈的是“烧结技术”,特别是近年来新能源汽车更新迭代加快,主要体现在电动化、智能化两个方面的快速发展。
用户最关注的续航里程问题,除了依赖于电池技术的进步,在新能源车中承担着电能转换、能量回收与管理、电机控制以及系统监测与保护等多重关键角色的功率模块技术进步也是必不可少的一环,它还是确保新能源汽车高效、安全、环保运行的核心组件,对于提升新能源汽车的整体性能具有重要意义。
功率模块封装领域,包括芯片到AMB或DBC,模块到散热器应用,目前国内众多车企和模块封装厂都已经采用或积极尝试烧结技术实现芯片或模块的互连,来满足高功率、高可靠性的要求。
在烧结材料的选择上,市场主流有铜烧结和银烧结两种,这两种烧结材料在材料特性、工艺过程、成本及可靠性方面存在差异。
材料特性

铜烧结材料适合加压烧结应用,可在氮气、真空、甲酸或氢气等氛围烧结。该烧结材料可适用于金、银和铜多种金属界面,可印刷或点胶,且实验验证在裸铜上的连接强度高于金银等贵金属镀层。
银烧结材料有很多优点,如高导热、高电导性、工作温度更高,具有更高可靠性,也是电动车功率模块芯片贴装的主流应用。
工艺过程

铜烧结的制备过程通常包括铜粉的制备、压制成型和高温烧结等步骤,其中高温烧结是关键环节,能够使铜粉颗粒间形成牢固的结合,从而提高材料的整体强度和稳定性。银烧结的制备工艺与铜烧结类似,但银的烧结过程可能因其材料特性的不同而有所差异。
成本

铜的材料成本大约只是银的百分之一,成本节省空间十分巨大。且无需在基板上进行选择性镀银,简化了工艺流程,进一步降低了成本。
银作为贵金属,其成本相对较高。随着碳化硅芯片成本的降低,封装成本占比逐渐增大,银烧结的成本问题将逐渐凸显。可靠性

铜烧结在功率循环测试中,展现出与银烧结相当的循环寿命,证明了其可靠性。银烧结因其优异的导电性、导热性和抗氧化性能,在高温、高湿等极端环境下表现出色。
铟泰公司的烧结材料不仅在功率半导体封装领域得到了广泛应用,还可以应用于其他领域,如汽车电子、航空航天、LED照明、微波器件等领域。铟泰公司银烧结InFORCE™MF和铜烧结InFORCE™ 29的产品性能和可靠性都非常优异,点击下方对应图片,可进入详细了解产品特性。


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