燒結(jié)銀原理、燒結(jié)銀膏工藝流程和銀燒結(jié)應(yīng)用
燒結(jié)銀主要應(yīng)用在功率器件或者電力電子，特別是在新能源汽車(chē)和工業(yè)這塊應(yīng)用。
一 燒結(jié)銀的原理
燒結(jié)銀燒結(jié)有兩個(gè)關(guān)鍵因素：*，表面自由能驅(qū)動(dòng)。第二，固體表面擴(kuò)散。即使是固體，也會(huì)進(jìn)行一些擴(kuò)散，當(dāng)兩個(gè)金屬長(zhǎng)時(shí)間合在一起的時(shí)候，一定溫度下，擴(kuò)散會(huì)結(jié)合在一起的，但時(shí)間要足夠長(zhǎng)。燒結(jié)銀，就是納米銀顆粒在一定溫度和壓力燒結(jié)情況下，能讓銀顆粒進(jìn)行固體之間的擴(kuò)散，zui后就形成這樣一個(gè)微觀的多孔狀的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槲覀冇昧藷Y(jié)銀的結(jié)構(gòu)，所以現(xiàn)在主流的碳化硅模塊的應(yīng)用都和我們有相關(guān)的銀燒結(jié)項(xiàng)目。
二 燒結(jié)銀的工藝
要談到解決方案，其實(shí)就談到了工藝。接下來(lái)給各位看一下我們燒結(jié)銀所對(duì)應(yīng)的工藝。善仁新材的燒結(jié)銀有膏狀、點(diǎn)涂、印刷、膜狀的，我們這邊工藝有很多種工藝匹配，對(duì)應(yīng)不同的產(chǎn)品。比如燒結(jié)銀膜的工藝，只需要一臺(tái)貼片機(jī)加壓力設(shè)備就可以完成了。在晶圓級(jí)的連接上我們有相關(guān)解決方案，如果貴公司既有晶圓的生產(chǎn)又有封裝的制造，晶圓也直接把燒結(jié)銀膜貼上去，后面做封裝簡(jiǎn)單很多，效率也高很多，問(wèn)題也少很多。我們有這么多不同的產(chǎn)品，當(dāng)你做到一定工藝以后zui后表現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果都是一致的。
三 燒結(jié)銀的應(yīng)用
善仁新材針對(duì)電力電子功率模塊的燒結(jié)銀分為三部分。*，加壓燒結(jié)銀AS9385系列。這個(gè)行業(yè)用的燒結(jié)銀現(xiàn)在都是印刷膏狀的，我們公司除了印刷膏狀的，還有點(diǎn)涂膏類(lèi)型的燒結(jié)銀，應(yīng)用點(diǎn)主要就是不平整的平面燒結(jié)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(diǎn)涂就可以很好解決問(wèn)題。第二，GVF燒結(jié)銀膜。燒結(jié)銀膜zui好應(yīng)用在小批量生產(chǎn)時(shí)候容易獲得穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的方案，現(xiàn)在很多與我們合作的客戶(hù)剛開(kāi)始先用燒結(jié)銀膜工藝的，燒結(jié)銀膜工藝成功量產(chǎn)后，再看是否選擇其他方案。第三個(gè)就是TDS預(yù)燒結(jié)銀焊片GVF9800，此類(lèi)產(chǎn)品可以提高功率器件的通流能力和功率循環(huán)能力。還有一些應(yīng)用在低壓狀態(tài)下的解決方案，比如像混合燒結(jié)、導(dǎo)電膠等，還有無(wú)壓燒結(jié)銀的解決方案都可以提供。
燒結(jié)產(chǎn)品在不同碳化硅模塊等級(jí)里面的不同應(yīng)用。我們把不同等級(jí)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(jí)的連接。
1頂部連接-DTS（die top system）預(yù)燒結(jié)銀焊片
頂部連接這塊大部分材料和我們剛才說(shuō)的燒結(jié)銀的銀膏、銀膜、混合燒結(jié)這些都是可以用的，但是傳統(tǒng)的工藝在在做芯片頂部連接時(shí)總會(huì)遇到一些局限。針對(duì)這些問(wèn)題善仁新材專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)出了一款DTS預(yù)燒結(jié)銀焊片，根據(jù)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(huì)非常容易實(shí)現(xiàn)，吸嘴把預(yù)成型的燒結(jié)銀焊片吸起來(lái)，貼到芯片頂部，在一定溫度下進(jìn)行壓力燒結(jié)，就可以很好地解決碳化硅用現(xiàn)有工藝的大規(guī)模生產(chǎn)問(wèn)題。
2芯片和基板的連接
我們所對(duì)應(yīng)的解決方案，*，燒結(jié)銀膏，包括點(diǎn)涂、印刷、噴印的，還有各種等級(jí)的銀膜。在芯片和基板燒結(jié)的工藝當(dāng)中，首先就是銀膜工藝，如果以前沒(méi)有做過(guò)燒結(jié)銀的模塊封裝，可能剛開(kāi)始想試試燒結(jié)銀的模塊，推薦采用燒結(jié)銀膜的工藝，因?yàn)檫@個(gè)工藝zui簡(jiǎn)單，而且工藝窗口也zui寬泛，大家操控起來(lái)比較容易。燒結(jié)銀膏既有印刷的又有點(diǎn)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(jié)。這個(gè)工藝，對(duì)印刷的工藝要求很高，同時(shí)設(shè)備投資很貴。還有一種工藝就是濕法工藝，芯片印刷完或點(diǎn)涂完以后先做貼片，這樣印刷或者點(diǎn)涂的不良可以很好地避免。
很多廠家在量產(chǎn)功率模塊的時(shí)候，工藝穩(wěn)定性欠缺。SHAREX針對(duì)現(xiàn)在遇到的用膜的問(wèn)題，把燒結(jié)銀膜GVF9500直接切割成芯片的尺寸，使用燒結(jié)銀膜的效率會(huì)更高，因?yàn)椴恍枰僮銮心すに嚕さ母采w也會(huì)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(jié)銀做了特殊處理，燒結(jié)銀總歸會(huì)熔化后變成液態(tài)，芯片有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)下沉和偏移的問(wèn)題，打線工藝的時(shí)候有把芯片打碎的風(fēng)險(xiǎn)。如果用了預(yù)燒結(jié)銀膜，芯片就能和基板控制的焊接非常穩(wěn)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?xún)?nèi)。燒結(jié)銀膜AS9500具有以下特點(diǎn)：可以進(jìn)行熱帖合工藝；完美控制BLT；貼合后無(wú)溢出等特點(diǎn)；可以用于Die top attach；Spacer attach；LF attach等應(yīng)用；
3 模塊的連接
善仁新材可以提供主要是燒結(jié)銀膏、燒結(jié)銀膜、預(yù)成型焊片。這個(gè)工藝推薦使用燒結(jié)銀膏，要用厚一點(diǎn)的燒結(jié)銀膏才能解決連接問(wèn)題?？梢杂脻穹Y(jié)或者干法燒結(jié)的工藝，主要取決于模塊和散熱器的連接是一個(gè)平面還是一個(gè)非平面，如果一個(gè)平面用印刷就可以解決，如果不是一個(gè)平面建議用點(diǎn)涂的方式做，可以大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量。
善仁新材的燒結(jié)銀可以進(jìn)行大面積的燒結(jié)，50*50mm面積用濕法燒結(jié)都沒(méi)有問(wèn)題。進(jìn)行-40度到175度冷熱沖擊循環(huán)，基本上看不到任何開(kāi)裂的表現(xiàn)。
4 模塊和散熱器的連接
散熱器主要材質(zhì)為鋁或者銅，推薦使用AS9356燒結(jié)銀和GVF9500燒結(jié)銀膜
5 晶圓級(jí)的連接
推薦使用GVF9500燒結(jié)銀膜
