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    • 導(dǎo)語
    • 銀燒結(jié)技術(shù):低溫工藝破解高溫難題
    • 技術(shù)解析:愛仕特持續(xù)優(yōu)化工藝與應(yīng)用深度融合
    • 場景化實驗:技術(shù)落地的多維驗證
    • 技術(shù)縱深:銀燒結(jié)的工藝創(chuàng)新與未來方向
    • 結(jié)語:以銀燒結(jié)技術(shù),定義SiC器件新標(biāo)準(zhǔn)
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成本降低30%!低溫銀燒結(jié)技術(shù)加速SiC器件規(guī)?;瘧?yīng)用

04/01 08:28
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導(dǎo)語

在工業(yè)電源、電動汽車與航空航天領(lǐng)域,碳化硅SiC功率器件的高效率與耐高溫特性正逐步替代傳統(tǒng)硅基器件。然而,SiC芯片的高功率密度與高溫運行需求,對封裝技術(shù)提出了前所未有的挑戰(zhàn)——傳統(tǒng)焊料在高溫下易疲勞失效,成為制約性能釋放的關(guān)鍵瓶頸。

銀燒結(jié)技術(shù)憑借低溫工藝與超高可靠性,成為解鎖SiC潛力的‘銀鑰匙’。愛仕特基于此技術(shù)開發(fā)的碳化硅模塊,已在多個應(yīng)用場景中驗證其性能優(yōu)勢,為行業(yè)提供高效、穩(wěn)定、可靠的解決方案。

銀燒結(jié)技術(shù):低溫工藝破解高溫難題

銀燒結(jié)技術(shù)利用納米銀顆粒在低溫(<250℃)下致密化形成導(dǎo)電層,兼具優(yōu)異的導(dǎo)電性、散熱性、機(jī)械強(qiáng)度三重優(yōu)勢,完美適配SiC器件的嚴(yán)苛需求。

▲銀燒結(jié)互連示意圖

性能對比:全面超越傳統(tǒng)焊料

指標(biāo)

銀燒結(jié)技術(shù)

傳統(tǒng)焊料

優(yōu)勢提升

電阻率

3×10?? Ω·cm

1×10?? Ω·cm

導(dǎo)電性提升3倍

熱導(dǎo)率

>200 W/(m·K)

50 W/(m·K)

散熱效率翻4倍

最高工作溫度

250℃

150℃

耐溫提升66%

功率循環(huán)次數(shù)

>5000次

(-40℃~200℃)

<1000次

(-40℃~125℃)

壽命延長5倍

▲釬焊與銀燒結(jié)工藝對比

銀燒結(jié)如何解決SiC器件的關(guān)鍵問題?

· 高溫穩(wěn)定性:燒結(jié)溫度低于250℃,避免芯片熱損傷;連接層在200℃以上仍能穩(wěn)定工作。

· 高效散熱:優(yōu)化單面散熱設(shè)計,熱阻降低至0.1℃/W(傳統(tǒng)焊料>0.3℃/W)。

· 抗疲勞性:彈性模量低,抵御熱循環(huán)應(yīng)力,壽命比傳統(tǒng)焊料延長5倍以上。

技術(shù)解析:愛仕特持續(xù)優(yōu)化工藝與應(yīng)用深度融合

高精簡四步工藝流程

· 襯板印刷:銀膏厚度誤差<3%,確保SiC芯片與陶瓷基板的低阻抗連接,適配車規(guī)級模塊設(shè)計。

· 銀膏固化:梯度預(yù)熱工藝去除溶劑,抑制氣泡生成,提升結(jié)構(gòu)致密性。

· 芯片貼裝:±10μm精度滿足高密度封裝需求,適配高頻、高壓場景。

· 加壓燒結(jié):通過低溫和壓力輔助燒結(jié),孔隙率<3%,支持雙面散熱設(shè)計。

▲銀燒結(jié)技術(shù)工藝流程

材料創(chuàng)新與應(yīng)用關(guān)聯(lián)

· 納米銀低溫?zé)Y(jié)技術(shù):采用納米銀膏,抗熱疲勞性能優(yōu)于普通焊料10倍以上,熱導(dǎo)率輕松達(dá)到200W/(m·K)。

· 銀銅復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計:芯片底部通過銀燒結(jié)(高導(dǎo)熱)、頂部銅片燒結(jié)(低成本高載流)與銅線鍵合(大電流互聯(lián))的復(fù)合設(shè)計,實現(xiàn)SiC模塊的超高熱-電-機(jī)械性能平衡。

▲SiC模塊剖面圖

場景化實驗:技術(shù)落地的多維驗證

電動汽車:續(xù)航與快充的雙重突破

· 場景痛點:逆變器高溫導(dǎo)致效率下降,傳統(tǒng)焊料壽命不足。

· 解決方案:采用ASC800N1200DCS12模塊(1200V/800A),通過銀燒結(jié)連接實現(xiàn)。

  1. 熱阻降低至0.1℃/W以下,支持150℃結(jié)溫下連續(xù)工作;
  2. 功率循環(huán)壽命>5萬次(ASC800N1700DCS12 過了30萬次秒級功率循環(huán));
  3. 某車企實測數(shù)據(jù):逆變器效率提升至98.5%,續(xù)航增加8%。

▲ASC800N1200DCS12產(chǎn)品介紹

工業(yè)電源:極端環(huán)境下的穩(wěn)定守護(hù)者

· 場景痛點:變頻器在重載、高溫環(huán)境下頻繁故障。

· 解決方案:采用ASC600N1700ME3模塊(1700V/600A),結(jié)合銀燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)。

  1. -40℃~150℃溫差下,5000次熱循環(huán)后電阻變化<1%;
  2. 某工廠應(yīng)用案例:

    能耗降低12%,年維護(hù)成本減少30%。

▲ASC600N1700ME3產(chǎn)品介紹

航空航天:輕量化與高可靠的平衡術(shù)

· 場景痛點:器件重量與散熱能力影響飛行器性能。

· 解決方案:采用ASC600N1200MD3模塊(1200V/600A),通過銀燒結(jié)技術(shù)實現(xiàn)。

  1. 器件減重20%,滿足NASA減重標(biāo)準(zhǔn);
  2. 通過MIL-STD-810G振動測試,200℃真空環(huán)境下壽命超10萬小時。

▲ASC600N1200MD3產(chǎn)品介紹

技術(shù)縱深:銀燒結(jié)的工藝創(chuàng)新與未來方向

愛仕特通過優(yōu)化銀膏配方與燒結(jié)參數(shù),將孔隙率控制在5%以下,確保連接層的高致密性。目前,其量產(chǎn)模塊良率已穩(wěn)定在98%以上。

未來,銀燒結(jié)技術(shù)將朝兩個方向迭代:

· 材料創(chuàng)新:通過納米銀顆粒的尺寸優(yōu)化,提高界面致密性降低熱阻,同時可兼容更敏感的芯片材料;進(jìn)一步降低燒結(jié)溫度至180℃,降低熱應(yīng)力,保護(hù)芯片。

· 成本控制:開發(fā)微米級銀膏規(guī)?;a(chǎn)工藝,推動成本降低30%以上,拓展至光伏逆變器、5G基站等民用領(lǐng)域。

結(jié)語:以銀燒結(jié)技術(shù),定義SiC器件新標(biāo)準(zhǔn)

銀燒結(jié)技術(shù)通過低溫工藝與高可靠連接,為SiC功率器件提供了突破高溫瓶頸的終極方案。愛仕特基于實測數(shù)據(jù)與行業(yè)驗證,持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能,助力客戶在工業(yè)電源、電動汽車與航空航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)效率與可靠性的雙重躍升。隨著材料與工藝的迭代,這項技術(shù)有望在更廣闊的能源領(lǐng)域釋放潛力,推動電力電子系統(tǒng)向更高效、緊湊的未來邁進(jìn)。

▲愛仕特產(chǎn)品矩陣

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