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传统功率模块中,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。在功率器件中,流经焊接处的热量非常高,因此需要更加注意芯片与框架连接处的热性能及其处理高温而不降低性能的能力。
无压烧结银和有压烧结银工艺流程区别
银烧结技术是一种新型的高可靠性连接技术,在功率模块封装中的应用受到越来越多的关注。银烧结技术中有压和无压烧结,目前大多数企业采取的是有压烧结技术,但是有压烧结对设备要求高,所以无压烧结技术的应用比较迫切。
无压烧结银和有压烧结银工艺流程区别
银烧结技术发展遇到的主要问题是:①银烧结技术所用的纳米银成本远高于焊膏,银浆成本随着银颗粒尺寸的减小而增加,同时基板铜层的贵金属镀层也增加了成本。②其他银烧结技术需要一定的辅助压力,高辅助压力易造成芯片的损伤,无压银烧结预热、烧结整个过程长达60分钟以上,生产效率较低;③银烧结技术得到的连接层,其内部空洞一般在微米或者亚微米级别。如何降低纳米烧结银的烧结温度、减少烧结裂纹、降低烧结空洞率、提高烧结体的致密性和热导率也是目前纳米银研究的重要内容。
无压烧结银和有压烧结银工艺流程区别
一、无压烧结银工艺流程
1.清洁粘结界面;
2.界面表面能太低,建议增加界面表面能;
3.粘结尺寸过大时,建议一个界面开导气槽;
4.一个界面涂布烧结银时,涂布的要均匀;
5.另外一个界面放烧结银上时,建议加一点压力到上界面压一下;
6.烧结时需逐步阶梯升温到一定的温度,比如3分钟升高5度等;
7.烧结结束时,建议在烘箱中逐步降温到室温再把器件拿出。
二、加压烧结银工艺流程
1.清洁粘结界面
2.界面表面能太低,建议增加界面表面能;
3.粘结尺寸过大时,建议一个界面开导气槽;
4.一个界面涂布烧结银时,涂布的要均匀;
5.另外一个界面放烧结银上时,建议加一点压力到上界面压一下;
6.预烘阶段:150度20-30分钟,界面是铜的基底建议氮气保护(金或者银除外);
7.预压阶段:150度加压0.5-1MPa,时间为:1-3秒;
8.本压阶段:220-280度加压10-30MPa,时间2-6分钟;
9.烧结结束时,建议在烘箱中逐步降温到室温再把器件拿出。
来源:善仁新材、乐亿得
 

原文始发于微信公众号(艾邦半导体网):无压烧结银和有压烧结银工艺流程区别

作者 li, meiyong