燒結(jié)銀膏知識50問

 燒結(jié)銀膏知識50問

以下是善仁新材總結(jié)的關(guān)于燒結(jié)銀膏的50個核心知識點，涵蓋定義、原理、工藝、應(yīng)用及發(fā)展趨勢等方面，結(jié)合較新技術(shù)動態(tài)總結(jié)而成，希望對大家選購燒結(jié)銀有幫助：

一、  基礎(chǔ)概念

1定義：燒結(jié)銀膏是以納米銀粉為主體，結(jié)合有機載體和添加劑形成的膏狀材料，通過燒結(jié)形成高導(dǎo)電/導(dǎo)熱連接層。

2核心成分：納米銀粉、有機載體、添加劑。

3分類：

有壓燒結(jié)銀膏AS9385：需加壓（5-20 MPa）提升致密度，適用于高可靠性場景（如SiC芯片封裝）。

無壓燒結(jié)銀膏AS9335：無需加壓，燒結(jié)溫度更低（150-200℃），適合精密電子元件。

4        燒結(jié)機制：納米銀顆粒通過固態(tài)擴散（表面能驅(qū)動）形成多孔銀層，孔隙率約2%-5%。

5        與傳統(tǒng)焊料對比：

A導(dǎo)熱性：燒結(jié)銀膏AS9376（200-300 W/m·K）是Sn-Ag-Cu焊料（50 W/m·K）的4-5倍。

B熔點：銀熔點961℃，遠高于傳統(tǒng)焊料（如Sn-Ag-Cu約220℃）。

二、  材料與工藝

6 銀粉特性：高純度（>99.9%）、球形或類球形結(jié)構(gòu)，粒徑分布影響燒結(jié)致密度。

7 有機載體作用：調(diào)節(jié)銀膏流動性，燒結(jié)時揮發(fā)形成多孔結(jié)構(gòu)。

8        燒結(jié)溫度范圍：

A無壓燒結(jié)：130-200℃（如AS9338）。

B有壓燒結(jié)：200-250℃（如AS9385）。

9        關(guān)鍵工藝參數(shù)：

A燒結(jié)壓力：有壓燒結(jié)需5-15 MPa，無壓燒結(jié)無需加壓。

B升溫速率：通常1-5℃/min，避免熱應(yīng)力導(dǎo)致裂紋。

10   燒結(jié)氣氛：氮氣保護（防氧化）或空氣（適用于裸銅或者銀基板）。

三、  性能優(yōu)勢

11高導(dǎo)電性：燒結(jié)后電導(dǎo)率接近純銀（>10? S/m）。

12高熱導(dǎo)率：熱導(dǎo)率240 W/m·K，是傳統(tǒng)焊料的4倍，適合高功率器件散熱。

13可靠性：

A 剪切強度達45MPa以上，抗電遷移性能優(yōu)異。

B 熱循環(huán)壽命（-55-175℃）超1000次。

14   環(huán)保性：無鉛無鹵素，符合RoHS標準。

15   低溫兼容性：支持150℃燒結(jié)，避免損傷GaN/SiC等寬禁帶半導(dǎo)體。

四、  應(yīng)用領(lǐng)域

16   功率電子：SiC/GaN模塊封裝（芯片-基板有壓燒結(jié)銀AS9385、基板-散熱器連接有壓燒結(jié)銀AS9387）。

17新能源汽車：電池管理系統(tǒng)（BMS）、電驅(qū)系統(tǒng)散熱。

18   5G通信：射頻器件封裝（降低信號損耗20%）AS9335。

19   光伏逆變器：提升熱管理效率，延長器件壽命。

20   航空航天：耐高溫、抗輻射封裝方案。

五、  工藝流程

21制備步驟：

燒結(jié)銀膏→印刷/涂布→預(yù)烘（120-150℃）→貼片→燒結(jié)。

22印刷工藝：鋼網(wǎng)印刷（厚度控制±10%），需優(yōu)化脫模速度（1 mm/s）。

23燒結(jié)階段：

AS9385有壓燒結(jié)銀：預(yù)壓階段（150℃加壓0.5-1 MPa）→本壓階段（220-280℃加壓10-30 MPa）。

24后處理：自然降溫至室溫，避免熱應(yīng)力開裂。

六、  技術(shù)挑戰(zhàn)

25孔隙率控制：多孔結(jié)構(gòu)影響導(dǎo)電/導(dǎo)熱性能，需優(yōu)化燒結(jié)參數(shù)（推薦燒結(jié)溫度高可以部門避免）。

26芯片破碎風險：高壓燒結(jié)（>15 MPa）可能導(dǎo)致芯片損傷（推薦無壓燒結(jié)銀可以避免）。

27大面積互連：模塊與散熱器大面積燒結(jié)的均勻性難題（推薦無壓燒結(jié)銀AS9335X1）。

28成本控制：納米銀粉價格高，需推進國產(chǎn)化替代（SHAREX已經(jīng)實現(xiàn)）。

七、  創(chuàng)新方向

29低溫燒結(jié)技術(shù)：開發(fā)200℃以下燒結(jié)工藝（如納米銀墨水）。

30   壓燒結(jié)優(yōu)化：降低輔助壓力至1-5 MPa，提升良率。

31銅燒結(jié)技術(shù)：替代銀燒結(jié)，降低成本（當前處于研發(fā)階段）。

32柔性基材適配：開發(fā)耐彎折銀膏（AS6776），用于可穿戴設(shè)備。

八、  測試與標準

33性能測試：

導(dǎo)電性：四探針法測電阻率。

熱導(dǎo)率：激光閃射法。

機械強度：剪切強度測試（ASTM標準）。

34可靠性驗證：熱循環(huán)（-55-175℃）、濕度敏感性測試（85℃/85%RH）。

九、  市場趨勢

35市場規(guī)模：2025年全球燒結(jié)銀膏市場預(yù)計超10億美元，年增長率15%。

36國產(chǎn)替代：國內(nèi)企業(yè)加速突破納米銀粉制備技術(shù)（如善仁新材）。

37應(yīng)用擴展：從功率電子向生物醫(yī)療（植入式設(shè)備）延伸。

十、  典型案例

38 SiC模塊封裝：燒結(jié)銀連接層將結(jié)溫從150℃提升至200℃以上，提升效率。

39   5G射頻模塊：降低信號傳輸損耗20%，**高頻穩(wěn)定性。

40   光伏逆變器：燒結(jié)銀膏熱阻降低50%，延長電池壽命20%。

十一、常見問題

41為何需氮氣保護？：防止銀氧化，提升燒結(jié)層致密度。

42燒結(jié)后空洞如何處理？：優(yōu)化銀粉分散性，增加預(yù)壓壓力。

43   銀膏儲存條件？：-20℃冷藏，保質(zhì)期6個月。

十二、設(shè)備與工藝

44   關(guān)鍵設(shè)備：燒結(jié)爐（控溫精度±1℃）、印刷機（精度±5%）。

45工藝集成：與芯片貼片機、鍵合機形成自動化產(chǎn)線。

十三、未來展望

46 3D封裝應(yīng)用：實現(xiàn)芯片堆疊的高密度互連。

47智能材料結(jié)合：集成溫度敏感元件，實現(xiàn)自修復(fù)功能。

48綠色制造：開發(fā)水基溶劑銀膏，減少VOC排放。

十四、行業(yè)動態(tài)

49技術(shù)合作：善仁新材與頭部客戶合作開發(fā)大面積燒結(jié)銀AS9335X1方案。

50標準制定：善仁新材正牽頭在和相關(guān)部門制定燒結(jié)銀膏國際標準。

以上內(nèi)容綜合了燒結(jié)銀膏的核心技術(shù)要點及行業(yè)進展，如需更詳細的技術(shù)參數(shù)或應(yīng)用案例，可進一步來電和善仁新材探討具體方向。