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电子封装材料是功率器件模块必不能少的中枢材料，径直决定电力电子设备的成果和使用寿命。传统的IGBT功率模块中，由于存在蠕变疲惫问题，Pb95Sn5和Pb92.5Sn5Ag2.5等芯片贴装材料难以得志高温应用中封装功率器件的可靠性条目。此外，Sn96.5Ag3Cu0.5等衬底贴装材料的融化温度低于用于芯片贴装的焊料，这进一步为止了功率模块在高温应用中的可靠性。

传统的芯片粘接和基板粘接材料接续由焊料合金组成，其粘结层厚度范围为50至100μm（用于芯片联络）和100至150μm（用于基板联络）。与传统的焊料合金比较，银烧结具有更高的导热性（200 至 300W/mK），有可能将从结到外壳的热阻裁减 40% 以上，同期显然提高熔点并裁减电阻率。

跟着 SiC MOSFET的上车，IDTechEx 预测，异日Ag 烧结将在中国等地区占据近 50% 或跳动 50% 的商场份额，为导热材料供应商提供巨大的商场契机。

01 电子封装材料

按照级别折柳，广义电子封装不错分为0-3级封装，零级封装主要指晶圆级封装，一级封装指的是芯片级封装，二级封装主要指器件及板级封装，三级封装主要指系统级装联/拼装。0-1级封装组成狭义上的电子封装，2-3级封装接续被称为电子装联/拼装，两者共同组成广义上的电子封装。

图1.电子封装分类（开头：国联证券商酌所）

如下图所示为0-3级封装材料的防护分类如下所示。

图2.封装材料分类（开头：国联证券商酌所）

02 传统芯片级散热材料

以EV中的碳化硅功率模块散热结构为例，不错发现现在该结构的TIM1传统材料主要所以锡为主要组分的搀杂传统焊料为主。

图3 SiC模块热管制材料先容（ 开头：IDTechEX ）

传统焊料现在难以得志高温应用中封装功率器件的可靠性条目。更进军的是Sn96.5Ag3Cu0.5等传统焊料的融化温度低于用于芯片贴装的焊料，这进一步为止了SiC功率模块在高温应用中的可靠性。从下图对比不错发现传统材料具有烧结温度高、使用温度低和热导率低的显耀流毒。除此除外其铅元素的存在对环境也有巨大的影响。

图4 焊合材料性能对比（开头：功率模块纳米银烧结本事商酌进展）

以上的这些问题鼓吹商场转向银烧结材料，银烧结材料关于当下SiC功率器件已有进修的应用，在现在的一些高端车型上齐禁受了SiC功率模块。银具有烧结温度低可已毕低温互连的特色，此外热导率高、使用温度高额外契合当下功率器件的发展趋势。由此“低温纳米银烧结”本事被徐徐引入应用。

03 何谓低温纳米烧结银本事

低温纳米银烧结本事是一种期骗纳米银膏在较低的温度下，加压或不加压已毕的耐高温封装联络本事，烧结温度远低于块状银的熔点。纳米银膏中有机身分在烧结流程均明白蒸发，最终形成银联络层。纳米银烧结接头不错得志第三代半导体功率模块封装互连低温联络、高温入伍的条目，在功率器件制造流程中已有普遍应用。

图7.功率器件封装结构默示图（开头：洞见热管制绘画）

Schwarzbauer初度提议了一种基于扩散焊合旨趣的低温焊合本事，通过增多压力来支持纳米银烧结， 简略裁减纳米银的烧结温度。该烧结本事不会对基板形成任何塑性变形，且能很好地联络基板和器件，增多可靠性。但这种法式必须用银或金对器件和衬底名义进行金属化。为进 一步提高电力电子模块的性能和可靠性，在基板和器件之间 涂覆一层薄的银层，在低温、约40N/mm2压力下烧结数分钟， 该本事惩处了在器件或衬底名义的金属化问题。无压烧结不错减少对器件的物理挫伤。

纳米银烧结工艺，通过银原子的扩散达到联络方针。在烧结流程中，银颗粒通过构兵形成烧结颈，银原子通过扩散移动到烧结颈区域，从而烧结颈箝制长大，相邻银颗粒之间的距离徐徐减弱，形成一语气孔隙鸠合。跟着烧结流程的进行，孔洞徐徐变小，烧结密度和强度显耀增多。在烧结终末阶段，多数孔洞被十足分割，小孔洞徐徐消散，大孔洞徐徐变小，直到达到最终的细巧度。

银烧结互连默示图（ 开头：银烧结本事在功率模块封装中的应

纳米银烧结的工艺优点主要有：

（1）低温烧结：纳米模范的金属，会进展出激烈的体积效应、量子尺寸效应、名义效 应和量子地谈效应，在烧结流程中，相互构兵的纳米银颗粒之间原子相互扩散，形成互连的接头，当普遍纳米银颗粒相互堆积，就不错已毕在低于其块体金属熔点的温度下形成块体金属烧结体，从汉典毕芯片与焊膏、基板之间的焊合。

（2）高导热性和导电性：在银烧结工艺下，当联络层孔隙率为10%的情况下，其导电及导热智商可达到纯银的90%，远高于普 通软钎焊料。由于银材料的性能特质，比较软钎焊神志，在功率模块中，禁受银烧结工艺的 内互联，其功率轮回寿命比软钎焊焊料内互联高2~3倍，烧结层的厚度比软钎焊层薄70%， 热传导率提高粗造3倍，热阻约为软钎焊结构热阻的1/156。

（3）高可靠性：由于银的熔点高达 961℃，将不会产生熔点小于 300℃的软钎焊联络层中出现的典型疲惫效应。

（4）材料相对环保：传统软钎焊可能禁受含铅钎料，银烧结本事所用材料不含铅。

04 纳米银膏企业推选

（1）深圳市聚峰锡成品有限公司

深圳市聚峰锡成品有限公司确立于2006年9月，行动国度高新本事企业、深圳市专精特新企业，聚峰聚焦电子封装材料领域，专注新式封装互连材料、焊合辅料、锡成品等的研发与坐蓐。并在香港拓荒服务处，在印度拓荒2个坐蓐基地;是一家集研发、坐蓐、销售为一体的抽象性高新本事材料制造商、半导体封装材料决策提供商。

经过17年的行业千里淀，深圳市聚峰锡成品有限公司掌抓了多款家具的主要本事，积贮了多项家具发明专利。针对第三代半导体关节芯片封装材料及惩处决策已毕中枢本事与基础材料自主研发，并已毕产业化应用，专注为雄壮客户提供以自主自研本事为基础的进修半导体封装材料惩处决策。

（2）深圳芯源新材料有限公司

深圳芯源新材料有限公司是一家以高导热封装互连材料为中枢的科技企业。公司专注于以纳米金属家具为代表的半导体用散热封装材料的研发、坐蓐、销售和本事服务，为功率半导体封装、先进集成电路封装提供高散热、高可靠的惩处决策。

公司材料研发部门由十余名博士和硕士以及多位实验员组成，见效研制车规级烧结银家具、通信级烧结银家具、光电封装导热银胶、集成电路用热界面材料”等系列家具。与哈工大 (深圳)共建校企荟萃实验室，荟萃培养博士、硕士生，布局更多新家具主义。

（3）广州汉源新材料股份有限公司

广州汉源新材料股份有限公司，首创于1999年，位于广州高新本事产业开发区科学城，一万多平日米的研发坐蓐基地，以原广州有色金属商酌院的人人和本事东谈主员为中枢班底组建，专注于预成形料、烧结型互联材料、无铅焊料的研发和改进，竭力于为环球客户提供高性能的家具和家具应用举座惩处决策。

（4）广州先艺电子科技有限公司

广州先艺电子科技有限公司创立于2008年12月，是集高可靠微电子封装互连材料及器件的研发、坐蓐、销售于一体的国度高新本事企业、国度专精特新“小巨东谈主”。经过十几年的发展与千里淀，先艺积贮了多项中枢本事，自主研发的微电子封装互连材料、微电子封装互连器件和第三代功率半导体封装材料三各人具系列，惩处了国内关节计谋材料的“卡脖子”问题，窒碍了海外本事阻滞，见效已毕入口替代。

（5）深圳市先进联络科技有限公司

深圳市先进联络科技有限公司（以下简称先进联络），坐落于被评为深圳市宝安区科技改进桃花源的全至科技改进园，是一家集纳米银烧结材料及芯片封装用烧结设备研发、坐蓐、销售、计议及本事服务于一体的抽象性高技术公司。先连科技首创于2015年，以原哈尔滨工业大学先进封装主义人人和硕博东谈主员为中枢班底组建，中枢团队频年一直精耕于高端电子焊合材料、专用设备及工艺的研发、履行，在国内当先已毕上述本事产业化，并荣获“第十届天下改进创业大赛三等奖”、“深圳市改进创业大赛二等奖”，先后通过了ISO质料体系认证、商酌生荟萃培养基地、国度高新本事企业认证。

（6）北京清连科技有限公司

北京清连科技有限公司总部位于北京经济本事开发区，设有天津设备⽣产拼装⻋间与苏州服务处，总占地3000余平⽶，致⼒于⾼性能功率器件⾼可靠封装惩处⽅案，主要业务为封装材料和封测设备的研发、⽣产、销售及封装⼯艺开发、器件可靠性评价四⼤板块。公司领有千级、百级⽣产⻋间，其中银/铜膏产能＞10t/年，烧结银膜>100000pcs/年。依托近20年银/铜烧结材料与设备研发基础，清连科技⾃主开发了对标西洋家具的银烧结材料与设备，并惩处了现时银烧结存在的痛点；此外是国表里一丝数掌抓铜烧结全套惩处⽅案（封装材料+封装装备+⼯艺）的半导体公司之⼀，并领有丰富的器件可靠性评价讲明。

第八届国际碳材料大会暨产业博览会（Carbontech 2024）将于12月5-7日在上海新国际博览中心W1、W2、W3馆深广举行，本届展会预测展露面积40，000m2，网罗超800家环球碳材料产业链荆棘游厂家。同期举办主题论坛9场，闭门研讨会1场，眩惑来自金刚石、超精密加工、石墨烯、碳纳米材料、碳纤维偏执复合材料、碳碳复合材料、新动力碳材料等领域超50，000国表里采购商来临现场，为环球买家打造一个专科、改进、疏通的全产业链妥洽盛宴。

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