纳米烧结银膏

2023-11-02


纳米烧结银膏——第三代半导体高性能连接方案


产品概述

金川岛纳米烧结银膏,是以有机粘合剂为载体、均匀分散纳米级银粉的浓稠膏体,专用于先进独立封装或多芯片电源模块中半导体器件的连接,可替代传统焊料或导电环氧树脂。

  • 产品系列:

    • 有压烧结银膏:适用于大功率器件,具备高机械强度与高剪切强度,生产效率高。

    • 无压烧结银膏:适用于高频器件,拥有优异的热导率和长期可靠性,工艺兼容性好,可在空气或氮气气氛中烧结。

  • 核心性能:相比传统焊料,金川岛纳米银膏热性能和电性能提升5倍,器件可在超过250℃高温下稳定运行,支持<275℃低压烧结,低弹性模量提升抗热疲劳可靠性,无铅环保、符合RoHS标准,且与现有生产设备完全兼容。

    金川岛纳米烧结银膏产品图.png

技术参数与工艺能力

金川岛纳米烧结银膏提供灵活的双工艺路线,以满足不同功率器件对性能与效率的差异化需求:

1. 烧结工艺选择

工艺类型压力温度时间适用场景孔隙率
有压烧结1 - 40 MPa220 - 270℃数分钟大面积裸芯,追求极致机械强度与生产效率< 20%
无压烧结无需外加压力220 - 270℃1 - 2 小时小面积裸芯(<100mm²),简化工艺复杂度20 - 30%

2.关键性能参数

项目典型值项目典型值
粘度> 100 Pa·s剪切强度20 - 60 MPa
块体银体电阻率1.6 μΩ·cm导热率> 100 W/m·K
高低温循环-50~250℃ / 1000次高温耐久175~350℃ / 1000h
高温高湿85℃ / 85RH% / 1000h大功率循环A级电流 / 1000次
抗银迁移性> 10⁸ A/m²机械振动/跌落车载标准 / 1.5m×6次

产品应用

凭借超高热导率(>100W/m·K)和卓越的可靠性,金川岛纳米烧结银膏已成为第三代半导体的芯片连接、新能源汽车、高速铁路、5G通信、航天军工等领域中,SiC/GaN功率器件封装的理想选择。

金川岛纳米烧结银膏应用图.png

上图从材料、器件到封装三层展现第三代半导体全貌:半导体从Si/Ge(一代)、GaAs/InP(二代)演进到SiC/GaN(三代),后者耐600℃高温、导热优异,用于高铁/新能源汽车等功率器件。图下为IGBT芯片半桥并联于DBC基板的封装结构。金川岛纳米银膏适用于该结构的芯片连接,满足高可靠性需求。

金川岛纳米烧结银膏工艺图.png

上图展现功率器件封装材料的四大核心要求:耐高温、高抗剪强度、低电阻率、高热导率。传统焊料在高温场景下性能受限,纳米烧结银(Ag)因其优异的导热导电性和可靠性,成为替代传统焊料的最有潜力候选者,适用于第三代半导体的芯片连接。


金川岛纳米烧结银膏应用领域.png

银烧结技术:

银烧结技术是一项比较新颖的连接工艺。SiC半导体材料的工作温度可以升高至200℃以上,传统锡焊料会很大程度限制SiC的性能发挥,银烧结技术能突破这个瓶颈,是重要的连接发展方向。

银烧结生成的连接层比锡焊料形成的连接层在所有参数上都占优势:

  1. 烧结银的热导率是220W/m·K,是锡焊料的4倍,固态银的热导率高达420W/m·K。

  2. 银烧结层的厚度<20μm,锡焊料层>30μm。

  3. 烧结银层的电阻率(1.6μΩ·cm)远低于锡焊料(SnAg3.5)的电阻率(13.5μΩ·cm)。

  4. 可靠性比锡焊料有数量级的提升。

金川岛纳米烧结银膏特性.png

上图展示纳米银膏流变特性:粘度随剪切率升高而下降(剪切变稀),25℃时>100 Pa·s,保证印刷适应性

金川岛纳米烧结银膏烧结工艺图.png

上图展示烧结工艺流程:基板/晶圆印刷→切割→贴装→加压烧结。三要素:温度、压力(有压/无压)、时间。金川岛纳米银膏适配该工艺。

7.png

金川岛成立于2009年,专注预成型焊片研发生产,与华南理工大学等高校深度合作,通过ISO9001及SGS认证。主营金、银、铜、锡、铟、铋等多合金焊片及焊环,产品应用于精密电子、新能源汽车、军工航天等领域。秉承“主动规范,细致创新”理念,提供全流程专业服务。

11.png

金川岛通过ISO9001及武器装备质量体系认证,符合GB/T19001-2016标准,产品达到军工级品质要求。

12.png

QQ在线咨询
业务咨询热线
4000-603-613
客户咨询专线
138-0986-9952
返回顶部