燒結銀膏知識50問

 燒結銀膏知識50問

以下是善仁新材總結的關于燒結銀膏的50個核心知識點，涵蓋定義、原理、工藝、應用及發展趨勢等方面，結合較新技術動態總結而成，希望對大家選購燒結銀有幫助：

一、  基礎概念

1定義：燒結銀膏是以納米銀粉為主體，結合有機載體和添加劑形成的膏狀材料，通過燒結形成高導電/導熱連接層。

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）。

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

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

5        與傳統焊料對比：

A導熱性：燒結銀膏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%）、球形或類球形結構，粒徑分布影響燒結致密度。

7 有機載體作用：調節銀膏流動性，燒結時揮發形成多孔結構。

8        燒結溫度范圍：

A無壓燒結：130-200℃（如AS9338）。

B有壓燒結：200-250℃（如AS9385）。

9        關鍵工藝參數：

A燒結壓力：有壓燒結需5-15 MPa，無壓燒結無需加壓。

B升溫速率：通常1-5℃/min，避免熱應力導致裂紋。

10   燒結氣氛：氮氣保護（防氧化）或空氣（適用于裸銅或者銀基板）。

三、  性能優勢

11高導電性：燒結后電導率接近純銀（>10? S/m）。

12高熱導率：熱導率240 W/m·K，是傳統焊料的4倍，適合高功率器件散熱。

13可靠性：

A 剪切強度達45MPa以上，抗電遷移性能優異。

B 熱循環壽命（-55-175℃）超1000次。

14   環保性：無鉛無鹵素，符合RoHS標準。

15   低溫兼容性：支持150℃燒結，避免損傷GaN/SiC等寬禁帶半導體。

四、  應用領域

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

17新能源汽車：電池管理系統（BMS）、電驅系統散熱。

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：

燒結銀膏→印刷/涂布→預烘（120-150℃）→貼片→燒結。

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

23燒結階段：

AS9385有壓燒結銀：預壓階段（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，避免熱應力開裂。

六、  技術挑戰

25孔隙率控制：多孔結構影響導電/導熱性能，需優化燒結參數（推薦燒結溫度高可以部門避免）。

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

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

28成本控制：納米銀粉價格高，需推進國產化替代（SHAREX已經實現）。

七、  創新方向

29低溫燒結技術：開發200℃以下燒結工藝（如納米銀墨水）。

30   壓燒結優化：降低輔助壓力至1-5 MPa，提升良率。

31銅燒結技術：替代銀燒結，降低成本（當前處于研發階段）。

32柔性基材適配：開發耐彎折銀膏（AS6776），用于可穿戴設備。

八、  測試與標準

33性能測試：

導電性：四探針法測電阻率。

熱導率：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（-55-175℃）、濕度敏感性測試（85℃/85%RH）。

九、  市場趨勢

35市場規模：2025年全球燒結銀膏市場預計超10億美元，年增長率15%。

36國產替代：國內企業加速突破納米銀粉制備技術（如善仁新材）。

37應用擴展：從功率電子向生物醫療（植入式設備）延伸。

十、  典型案例

38 SiC模塊封裝：燒結銀連接層將結溫從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%，**高頻穩定性。

40   光伏逆變器：燒結銀膏熱阻降低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，提升燒結層致密度。

42燒結后空洞如何處理？：優化銀粉分散性，增加預壓壓力。

43   銀膏儲存條件？：-20℃冷藏，保質期6個月。

十二、設備與工藝

44   關鍵設備：燒結爐（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線。

十三、未來展望

46 3D封裝應用：實現芯片堆疊的高密度互連。

47智能材料結合：集成溫度敏感元件，實現自修復功能。

48綠色制造：開發水基溶劑銀膏，減少VOC排放。

十四、行業動態

49技術合作：善仁新材與頭部客戶合作開發大面積燒結銀AS9335X1方案。

50標準制定：善仁新材正牽頭在和相關部門制定燒結銀膏國際標準。

以上內容綜合了燒結銀膏的核心技術要點及行業進展，如需更詳細的技術參數或應用案例，可進一步來電和善仁新材探討具體方向。