燒結銀原理、燒結銀膏工藝流程和銀燒結應用

燒結銀主要應用在功率器件或者電力電子，特別是在新能源汽車和工業這塊應用。

一 燒結銀的原理

燒結銀燒結有兩個關鍵因素：*，表面自由能驅動。第二，固體表面擴散。即使是固體，也會進行一些擴散，當兩個金屬長時間合在一起的時候，一定溫度下，擴散會結合在一起的，但時間要足夠長。燒結銀，就是納米銀顆粒在一定溫度和壓力燒結情況下，能讓銀顆粒進行固體之間的擴散，zui后就形成這樣一個微觀的多孔狀的結構，因為我們用了燒結銀的結構，所以現在主流的碳化硅模塊的應用都和我們有相關的銀燒結項目。

二 燒結銀的工藝

要談到解決方案，其實就談到了工藝。接下來給各位看一下我們燒結銀所對應的工藝。善仁新材的燒結銀有膏狀、點涂、印刷、膜狀的，我們這邊工藝有很多種工藝匹配，對應不同的產品。比如燒結銀膜的工藝，只需要一臺貼片機加壓力設備就可以完成了。在晶圓級的連接上我們有相關解決方案，如果貴公司既有晶圓的生產又有封裝的制造，晶圓也直接把燒結銀膜貼上去，后面做封裝簡單很多，效率也高很多，問題也少很多。我們有這么多不同的產品，當你做到一定工藝以后zui后表現出來的結果都是一致的。

三 燒結銀的應用

善仁新材針對電力電子功率模塊的燒結銀分為三部分。*，加壓燒結銀AS9385系列。這個行業用的燒結銀現在都是印刷膏狀的，我們公司除了印刷膏狀的，還有點涂膏類型的燒結銀，應用點主要就是不平整的平面燒結需求，用印刷工藝必須用到***印刷，這樣就增加了印刷難度和工藝難度，但是如果點涂就可以很好解決問題。第二，GVF燒結銀膜。燒結銀膜zui好應用在小批量生產時候容易獲得穩定產品質量的方案，現在很多與我們合作的客戶剛開始先用燒結銀膜工藝的，燒結銀膜工藝成功量產后，再看是否選擇其他方案。第三個就是TDS預燒結銀焊片GVF9800，此類產品可以提高功率器件的通流能力和功率循環能力。還有一些應用在低壓狀態下的解決方案，比如像混合燒結、導電膠等，還有無壓燒結銀的解決方案都可以提供。

燒結產品在不同碳化硅模塊等級里面的不同應用。我們把不同等級分為四大塊，*，芯片頂部的連接。第二，芯片的連接。第三芯片和基板的連接。第四，模塊和散熱器的連接。第五，晶圓級的連接。

1頂部連接-DTS（die top system）預燒結銀焊片

頂部連接這塊大部分材料和我們剛才說的燒結銀的銀膏、銀膜、混合燒結這些都是可以用的，但是傳統的工藝在在做芯片頂部連接時總會遇到一些局限。針對這些問題善仁新材專門開發出了一款DTS預燒結銀焊片，根據芯片尺寸把焊片切割好了以后，貼到芯片頂部，后面的工藝就會非常容易實現，吸嘴把預成型的燒結銀焊片吸起來，貼到芯片頂部，在一定溫度下進行壓力燒結，就可以很好地解決碳化硅用現有工藝的大規模生產問題。

2芯片和基板的連接

我們所對應的解決方案，*，燒結銀膏，包括點涂、印刷、噴印的，還有各種等級的銀膜。在芯片和基板燒結的工藝當中，首先就是銀膜工藝，如果以前沒有做過燒結銀的模塊封裝，可能剛開始想試試燒結銀的模塊，推薦采用燒結銀膜的工藝，因為這個工藝zui簡單，而且工藝窗口也zui寬泛，大家操控起來比較容易。燒結銀膏既有印刷的又有點涂的，也有干法工藝和濕法工藝。干法工藝先做一次烘干，做完烘干以后再把芯片貼上去再做壓力燒結。這個工藝，對印刷的工藝要求很高，同時設備投資很貴。還有一種工藝就是濕法工藝，芯片印刷完或點涂完以后先做貼片，這樣印刷或者點涂的不良可以很好地避免。

很多廠家在量產功率模塊的時候，工藝穩定性欠缺。SHAREX針對現在遇到的用膜的問題，把燒結銀膜GVF9500直接切割成芯片的尺寸，使用燒結銀膜的效率會更高，因為不需要再做切膜工藝，膜的覆蓋也會更均勻**定。

為了控制芯片和基板之間的間距，善仁新材的燒結銀做了特殊處理，燒結銀總歸會熔化后變成液態，芯片有時候會出現下沉和偏移的問題，打線工藝的時候有把芯片打碎的風險。如果用了預燒結銀膜，芯片就能和基板控制的焊接非常穩定，打線不良率大幅度降低。善仁新材能把BLT在100微米的厚度控制在10微米以內。燒結銀膜AS9500具有以下特點：可以進行熱帖合工藝；完美控制BLT；貼合后無溢出等特點；可以用于Die top attach；Spacer attach；LF attach等應用；

3 模塊的連接

善仁新材可以提供主要是燒結銀膏、燒結銀膜、預成型焊片。這個工藝推薦使用燒結銀膏，要用厚一點的燒結銀膏才能解決連接問題。可以用濕法燒結或者干法燒結的工藝，主要取決于模塊和散熱器的連接是一個平面還是一個非平面，如果一個平面用印刷就可以解決，如果不是一個平面建議用點涂的方式做，可以大幅度提高產品質量。

善仁新材的燒結銀可以進行大面積的燒結，50*50mm面積用濕法燒結都沒有問題。進行-40度到175度冷熱沖擊循環，基本上看不到任何開裂的表現。

4 模塊和散熱器的連接

散熱器主要材質為鋁或者銅，推薦使用AS9356燒結銀和GVF9500燒結銀膜

5 晶圓級的連接

推薦使用GVF9500燒結銀膜