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烧结银在IGBT封装中的关键作用与应用前景

作者:vbond 发布时间:2025-04-21 13:44 浏览次数 :


  1. 引言  
随着电力电子设备向高功率、高密度方向发展,IGBT封装技术对材料性能的要求日益严苛。在众多先进封装材料中,烧结银以其卓越的导热性、导电性及高温可靠性,成为高可靠性IGBT封装的核心选择,占据当前技术讨论热度的55%以上。本文将重点分析烧结银的技术优势、应用场景及未来挑战。  
 
 2. 烧结银的技术优势  
- 高导热性:烧结银的热导率(≥200 W/mK)远超传统焊料(如无铅锡膏的60 W/mK),可显著降低芯片结温,提升IGBT模块的功率密度。  
- 高温稳定性:烧结层在250°C以上仍保持稳定,适合高温应用(如新能源汽车电机控制器)。  
- 低热阻:纳米银颗粒烧结后形成致密结构,减少界面热阻,优于键合线(如贺利氏硅铝线)的点接触散热。  
- 无铅环保:符合RoHS标准,替代含铅焊料(如无铅锡膏)解决环保合规问题。  
 
 3. 烧结银在IGBT封装中的应用  
- 芯片贴装:替代传统焊料,将IGBT芯片直接烧结在AMB铜陶瓷基板上,减少热应力失效风险。  
- 互连技术:与贺利氏粗铝线或键合条带协同使用,烧结银用于高电流路径,铝线负责信号传输,优化成本与性能。  
- 双面散热模块:烧结银用于芯片上下两侧连接,实现双面冷却(DTS解决方案),热阻降低30%以上。  
 
 4. 挑战与解决方案  
- 工艺成本高:纳米银浆料价格昂贵,需通过规模化生产(如Miniled锡膏的共性技术)降低成本。  
- 烧结工艺控制:需精确控制温度(200~300°C)和压力,避免孔隙率过高。  
- 长期可靠性:通过添加合金元素(如Cu)改善抗电迁移性能,延长模块寿命。  
 
 5. 未来展望  
烧结银技术将与先进封装材料(如SiC基板)深度融合,推动IGBT封装向更高功率密度、更长寿命发展。在新能源汽车、光伏逆变器等领域,烧结银的市场份额预计年增长20%以上,成为封装材料升级的核心驱动力。  
 
 结语  
烧结银凭借其不可替代的性能优势,正在重塑IGBT封装的技术格局。随着工艺成熟和成本下降,它有望全面替代传统焊料和部分键合线应用,成为高可靠性电力电子设备的“黄金标准”。