随着新能源汽车、风电、光伏、航天技术等应用市场容量持续扩张，以及第三代半导体技术升级，推动功率半导体市场规模持续增长。这些领域对功率器件的要求越来越高——既要有更高的效率和可靠性，又要寿命更长，还要满足环保无铅监管的要求。这些都对焊接材料和工艺提出了更高、更全面的可靠性要求。
基于IGBT，芯片技术的进步令其最高工作结温和功率密度不断攀升，作为新一代功率半导体器件已广泛应用于高铁、新能源、电动汽车以及智能电网等各个领域。而传统IGBT模块采用Sn-Pb（锡铅）、Sn-Pb-Ag（锡铅银）等合金焊料焊接，其熔点低、导热性差，且对人体和环境有害，难以满足高功率电子器件封装及其高温应用要求。
碳化硅作为第三代半导体的代表，碳化硅芯片可在300℃以上稳定工作，模块温度可达到175-200℃。其更强的能量转换效率、更高功率密度、更高耐压使之逐渐进入新能源汽车等应用场景，已成为功能多、体积小、质量轻、功耗低、高效率和高可靠性方案的代名词。而汽车行业向纯电时代的转型也成为了功率半导体革命提供了重要驱动力。将功率器件封装成模块已经是普遍采用的做法，而功率模块能否可靠稳定地工作，将直接影响整个电力转换装置的可靠运行，所以必须保证和提高功率模块的可靠性，而功率模块的轻量化及散热封装已成为重要的技术需求。
上图 聚砺烧结银在汽车上的应用模块
不论是IGBT还是碳化硅器件，都要求功率模块在瞬态和稳态情况下有良好的导热、导电性能和可靠性。而功率模块的体积缩小的趋势会引起模块和芯片电流、接线端电压及输入功率增加，从而增加热损耗，产生温度漂移等情况，严重影响功率器件的可靠性，并加速器件老化。
传统IGBT功率模块中，芯片通过软钎焊接到基板上，连接界面一般为两相或三相合金系统，在温度变化过程中，连接界面通过形成金属化合物层使芯片、软钎焊料合金及基板之间形成互联。目前电子封装中常用的软钎焊料为含铅钎料或无铅钎料，其熔点基本在300℃以下，采用软钎焊工艺的功率模块结温一般低于150℃，应用于温度为175-200℃甚至200℃以上的情况时，其连接层性能会急剧退化，影响模块工作的可靠性。
封装是承载器件的载体，封装载体具有可靠性，耐高温，高寿命，高导热这在汽车行业、军工行业以及高精密领域中已经形成行业共识。
烧结银工艺起源于20世纪80年代末期，是一种将粉末状银加热至熔化状态并在其它材料表面上形成粘结层的工艺，即通过烧结银颗粒实现功率半导体器件与基板的互连方法。
图1 传统焊料与烧结银的工艺区别
烧结银技术也称低温连接技术（Low temperature joining technique,LTJT），是一种新型无铅芯片互连技术，可在低温（＜250℃）条件下获得耐高温（＞500℃）和高导热率（＞200 W/m·K）的烧结银芯片连接界面，聚砺烧结银具有以下几方面优势：
①烧结连接层成分为纯银，具有优异的导电和导热性能，相比较钎料合金，热导率和电导率提高了5倍。
②由于银的熔点高达961℃，将不会产生熔点小于300℃的软钎焊连接层中出现的典型疲劳效应，具有极高的可靠性，聚砺烧结银的可靠性相较于传统钎料提升10倍。
③所用烧结材料具有和传统软钎焊料相近的烧结温度，烧结温度低于260℃。
④烧结材料不含铅，属于环境友好型材料。
图2 传统互联材料与烧结银参数对比
因此，相对于焊料合金，聚砺烧结银技术可以更有效的提高大功率硅基IGBT模块的工作环境温度及使用寿命。作为十分适合高温SiC器件等宽禁带半导体功率模块的芯片互连界面材料，聚砺烧结银技术已受到高温功率电子领域的广泛关注。
聚砺烧结银凭借17年的电子材料技术经验，在电子装配材料与半导体封装材料产品线均有成熟的产品体系与深度的技术积累。聚砺烧结银拥有优异的导热性能、出色的可靠性以及优质的作业性。欢迎与我们进一步了解产品信息与进行采购合作。