超越传统焊料:烧结银在导热性、导电性和连接强度上的全面碾压(传统焊接) 99xcs.com

1. 导热性:从“瓶颈”到“通道”

  • 传统焊料:是散热路径上的主要瓶颈。无论是SnPb焊料(~50 W/mK)还是高阶无铅焊料(如SAC305,~60 W/mK),其导热能力已无法满足SiC/GaN芯片产生的高热流密度。
  • 烧结银:导热率高达 130-250 W/mK,是传统焊料的 3-5倍。
  • 碾压性优势:相当于将一条乡间小路升级为双向八车道的高速公路。热量被瞬间从芯片导走,使得芯片结温显著降低(通常可降低数十摄氏度)。这不仅提升了性能,更将器件寿命提升了数个数量级。

2. 导电性:追求极致的效率

  • 传统焊料:电阻率较高(例如,SAC305 ~12 μΩ·cm),在高频大电流工作时会产生显著的欧姆损耗,影响整体系统效率。
  • 烧结银:电阻率极低,可达 2-4 μΩ·cm,非常接近纯银块材(1.6 μΩ·cm),是导电性最好的金属。
  • 碾压性优势:减少了互联层本身的通流损耗,提升了功率转换效率。对于追求“每1%效率”的提升的高端应用(如电动汽车主逆变器、通信电源),这是至关重要的。

3. 连接强度:坚如磐石的承诺

  • 传统焊料:质地较软,剪切强度通常在 20-40 MPa 范围内。在高温下会进一步软化,发生蠕变变形。
  • 烧结银:通过纳米银颗粒烧结形成的微观“项链”结构,其剪切强度轻松超过 40 MPa,优质产品可达 60 MPa 以上。
  • 碾压性优势:提供了远超焊料的机械连接强度,能更好地承受剧烈的温度变化和机械振动,防止芯片脱层或移位。

4. 可靠性与耐温性:决胜未来的关键

这是烧结银最具颠覆性的优势。

  • 传统焊料:
  • 熔点低:SAC305熔点约217-220℃,在高温下(>150℃)其机械性能会急剧恶化。
  • 热疲劳失效:由于与芯片/基板的热膨胀系数不匹配,在温度循环中,焊料会因塑性变形而疲劳,产生裂纹并最终失效。
  • 烧结银:
  • 高熔点:烧结后为纯银网络,熔点高达961℃,远高于任何功率半导体的工作温度。
  • 抗疲劳性强:其多孔结构和极高的熔点使其在温度循环中几乎不发生蠕变,具有极佳的抗热疲劳性能。功率循环寿命通常是传统焊料的10倍以上。

SECrosslink系列:将“碾压”优势转化为“量产”现实

仅仅有实验室性能是不够的。SECrosslink系列产品的价值在于,它解决了传统高温/高压烧结银的工艺难题,使这种“碾压性”优势能够在工业生产中轻松实现。

  1. 低温烧结(<250°C):在低于传统回流焊的温度下即可形成坚固的银网络,避免了对热敏感芯片和材料的损伤。
  2. 无压/低压烧结:消除了施加高压导致芯片碎裂的风险,简化了设备,提高了生产良率。
  3. 卓越的界面结合:其配方能实现与芯片背面金属化(如Ti/Pt/Ag)和基板(如DBC、AMB)的牢固结合,确保性能稳定。
  4. 宽工艺窗口:对生产环境中的温度和压力波动不敏感,更易于工艺控制和规模化制造。

总结

超越传统焊料,不仅仅是改进,而是一次彻底的革命。

  • 在性能上,烧结银在导热、导电、强度三大核心指标上实现了数量级式的跨越。
  • 在可靠性上,它凭借高熔点和抗疲劳性,为在极端环境下工作的第三代半导体提供了“终身保障”。

SECrosslink系列这样的先进低温烧结银产品,正是这场革命的“助推器”。它将一种曾经昂贵且难以驾驭的“理想”材料,变成了今天可以大规模应用于新能源汽车、航空航天、5G基站等高端领域的高可靠性、高性价比的 “标配”解决方案。

选择烧结银,就是选择为您的功率器件赋予巅峰的性能与极致的可靠性。这,就是全面碾压的意义。