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铜烧结材料将在电力电子芯片贴装应用中大放异彩

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2024年 2月 03日
Dean Payne

Dean Payne,铟泰公司半导体材料产品经理。

他主要负责推动功率半导体材料包括高铅材料、高温无铅材料和烧结材料的应用推广和持续增长,协调内部包括销售、技术服务、研发、生产和质量等部门间协作,并为半导体先进封装材料提供支持。他常驻铟泰公司新加坡。

他在功率半导体晶圆制造领域拥有超过13年的经验。在加入铟泰公司之前,他曾在一家国际半导体公司担任光刻工艺工程师,主要负责数据分析、工艺流程优化、良率提升等方面的工作。

他拥有英国威尔士大学格温特学院的多项证书,包括英国电气和电子工程三级职业资格、英国电气和电子工程高级证书和高级文凭。

铟泰公司半导体材料产品经理Dean Payne最近接受媒体采访,下面是访谈记录整理。近年来,银烧结材料在功率模块封装中越来越受欢迎,特别是在芯片贴装应用领域,与传统焊料相比,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,且没有重熔风险,也是电动车功率模块逆变芯片贴装的主流应用。随着电动汽车的技术成熟和持续快速增长,成本控制已成为厂商们追逐的重点。为降低贴装材料成本,大多采用铜烧结代替银烧结材料。铜的导热、导电性能与银类似,且铜的材料成本远低于银。

铜的材料成本大约只是银的十分之一,成本节省空间十分巨大。但事实上并没有想象中的那么简单。与银烧结材料不同,铜烧结材料应用处于起步阶段,尚未达到规模效应,对生产成本影响带来的平均成本和边际成本的变化并不明显。此外,由于铜容易氧化,需要在低氧环境中应用,如在预烘烤、芯片贴装、烧结工艺中使用氮气保护。加之更长的处理时间,可能增加部分成本。使用铜烧结材料的优势是可以免除在陶瓷板或引线框架上进行昂贵的镀银处理,铜烧结材料可以直接烧结到裸铜或镍金属表面。近期银烧结材料的一个应用热点是评估其与裸铜直接烧结,是为了降低镀银成本。同样需要在低氧环境中使用,这也为铜烧结膏评估使用带来契机。总之,铜烧结材料的应用潜力是巨大的,铟泰公司已经可以提供加压和无压多种材料。随着材料和工艺的成熟和规模化生产的实现,再加上镀银成本的去除,铜烧结材料将更具成本优势。短期内银烧结材料仍将是主要的烧结材料,但铜烧结材料正在迅速崛起!