纳米烧结银和微米烧结银的区别以及影响烧结质量的因素

纳米烧结银和微米烧结银的区别以及影响烧结质量的因素

随着半导体行业的飞速发展，电子元器件日趋精密、微型化和集成化，势必导致封装密度与功率密度更高，因而会对封装的散热和可靠性要求越来越高。传统的连接材料如导电胶无法满足大功率器件的低温固化高温服役要求，于是应用于大功率半导体器件封装的纳米银膏越来越受到市场的欢迎。

使用纳米银颗粒在低温下进行有压烧结是目前用于SIC芯片键合最有前途的材料，这种方法具有较高的温度相容性，并且能够提供很好的导热性。纳米烧结银膏AS9375系列最大的优势是其低温连接、高温服役的特殊性能，该性能可以保证连接工艺造成的热失配较小，残余应力低，接头可靠性高。

烧结技术是通过高温使材料表面原子互相扩散，从而形成致密晶体的过程。低温烧结技术通过减小烧结颗粒的尺寸，可降低烧结温度。

纳米银粉由于其独特的纳米特性，为半导体芯片的封装提供了另一个崭新的思路。银的熔点是961℃，而当颗粒尺寸到纳米级别，其熔点会显著降低，因此AS9375烧结银可以通过低温烧结实现电子产品或芯片的互联，而烧结后的烧结层熔点又恢复到银的常规熔点，可满足电子产品在高温下正常使用，并且银具有优异的导热导电性和良好的化学稳定性，是半导体封装最有应用前景的互连材料之一。

一 纳米烧结银膏和微米烧结银膏差别

微米银膏作为电子封装材料已得到应用，与纳米银膏烧结连接相比，微米银膏银颗粒的尺寸较大，其烧结温度较高货烧结压力较大，烧结连接特性也有一定差异。

对比分析纳米银膏与微米银膏烧结连接强度的差异：将微米银膏与纳米银膏在相同条件下烧结连接镀银铜块，在5MPa条件下，纳米银膏烧结接头的剪切强度是微米银膏的9倍多。纳米银膏在低烧结压力条件下其剪切强度有明显优势。

对比分析纳米银膏与微米银膏烧结接头断口情况，将烧结接头在显微组织下分析，纳米银膏接头烧结层与镀银层结合较好，烧结层为微孔结构，孔隙率低。纳米银膏烧结层导热率高于微米银膏烧结层，使用纳米银膏有利于延长电子器件的使用寿命。

二 影响烧结质量的六大因素

对纳米烧结银膏烧结质量会受到以下六个方面的影响：

1. 加热方式的影响

2. 印刷厚度的影响

3. 烧结温度的影响

4. 保温时间的影响

5. 升温速率的影响

6  降温速率的影响

纳米烧结银膏AS9375系列因具有良好的导电导热、低温焊接、高可靠性，具有高温服役性能，是目前最具潜力的低温焊接互连材料。它广泛应用于GaN射频芯片、led封装，MOSFET功率器件和IGBT功率器件上。而功率半导体器件广泛用于5G通讯模块，led封装，物联网，航空航天模块，电动汽车、高铁及轨道交通、太阳能光伏发电、风力发电、智能电网、智能家电等领域。