Í júlí 2026 upplifði orkuhálfleiðaraiðnaðurinn aðra umferð verðhækkana. Infineon breytti verðinu sínu í annað sinn og næstum 20 framleiðendur fylgdu í kjölfarið og lengdi afhendingartímann í 40-50 vikur. Á bak við þetta fyrirbæri er sprengilegur vöxtur þriðju-kynslóðar SiC/GaN hálfleiðara á sviðum eins og nýrra orkutækja, gervigreindar gagnavera HVDC aflgjafa og orkugeymslu PCS. Ef 800V ný orkutæki eru tekin sem dæmi, hefur markaðssókn SiC-afleininga farið yfir 60%, á meðan eftirspurn eftir-aflgjafa með miklum{10}aflþéttleika í gervigreindarmiðstöðvum knýr hraðri þróun SiC-tækni í átt að hærri straumi og hærra tengihitastigi.
However, the high-reliability packaging of SiC power modules is becoming a key bottleneck in the industry chain. The thermal conductivity of traditional soldering processes is approximately 50 W/m·K, with a temperature limit of only 220℃, which can no longer meet the requirements of SiC modules for junction temperatures >175℃ and process temperatures >350℃. Silver sintering technology, with its thermal conductivity >200 W/m·K and temperature resistance >350 gráður , er að verða almennt ferli val fyrir há-áreiðanlegar samtengingar í SiC-afleiningum.
I. Kjarnareglur silfursintrun
Silfurhertun er í rauninni fast-dreifingartengingarferli. Ólíkt vökva-fasa endurrennsli lóðunar, notar silfur sintrun nanó-silfuragnir (eða ör-silfuragnir) við lágt-hitastig (220-250 gráður) og háþrýstingsaðstæður (20-40MPa) til að mynda þéttan málmvaxtartengi og dreifingarlag milli agna vaxtartengis.
Þessu ferli má skipta í þrjú stig:
Stig 1: Endurröðun agna. Við þrýsting ganga silfuragnir í gegnum líkamlega snertingu og endurröðun, sem útilokar upphaflega grop.
Stig 2: Hálsvöxtur. Atóm við snertipunkta aðliggjandi agna dreifast meðfram kornamörkum og mynda "hálsa", sem eykur hratt bindisstyrk milli agna.
Stig 3: Útrýming svitahola. Stöðug dreifing veldur kornavexti og gropsamdrætti, sem að lokum leiðir til þétts silfurhertulags. Eftir sintrun er varmaleiðni silfurlagsins eingöngu úr málmi, sem útilokar varmaviðnám intermetallic efnasambandsins (IMC) lagsins í hefðbundnum lóðum. Hitaleiðni nær 200-250 W/m·K, 4-5 sinnum hærri en 50 W/m·K af SnAg lóðmálmi.
Reliability Verification: After more than 2000 temperature cycling tests (-55℃~200℃), the shear strength of the silver sintered layer remains >15MPa, langt umfram 1000-hringrásarkröfur bíla-einkunnar AEC-Q101 staðalsins. Þessi eiginleiki gerir silfurhertingu að ákjósanlega samtengingartækni fyrir aðaldrifeiningar rafknúinna ökutækja og mjög áreiðanleg geimferðaforrit.
II. Ferlaáskoranir og lykiltækni
Þrátt fyrir umtalsverða kosti silfurhertu, stendur ferlistýring þess frammi fyrir mörgum áskorunum:
1. Sinteringarjafnvægisstýring
Uniform sintering of large-area chips (>20×20mm) er aðal áskorunin. Rheological eiginleikar silfurmauksins, einsleitni þrýstingsflutnings og hitasviðsdreifing hafa allir áhrif á endanlegt tómahlutfall . 1. Þéttleikamunur sem er meiri en 10% á milli flísbrúnarinnar og miðjunnar mun leiða til hitameðrískrar álagsstyrks, sem flýtir fyrir þreytubilun samtengingarlagsins.
2. Viðmót málmvæðingarlagssamsvörun
Mismuninn á hitastækkunarstuðlinum (CTE) milli bakmálmunarlags flísarinnar (venjulega Ag, Al eða TiN) og hertu silfurlagsins verður að jafna nákvæmlega í gegnum vinnsluglugga. Ef tekið er Ag/silfur sintering/Ni-Au-DBC kerfið sem dæmi, þá eru CTEs 17, 19 og 7 ppm/gráðu, í sömu röð. Hitaálag á viðmótinu þarf að draga úr með hagræðingu þrýstingsferilsins.
3. Ógild gjaldskráning
Iðnaðurinn krefst almennt ógilt hlutfall af<5% in the sintered layer (tested according to IPC-A-610), but in actual production, void rate control for large-area chips is a core challenge. Current mainstream solutions include:
Þrýstihleðsla í skrefum{-fyrir-skref: Tveggja-þrýstiferill sem felur í sér lágþrýstingsforhitun og síðan háþrýstisintun.
Fínstilling á nanó silfurpastablöndu: Dregur úr hertuvirkjunarorku og bætir þéttingarhvörf.
Röntgenskoðun á netinu: 100% röntgen-uppgötvun ógilda geisla, gefur rauntíma-viðbrögð um stöðu ferlisins.
4. Keramik undirlag samvirkni
Viðmótssamsvörun milli DBC (Direct Copper Clad) og AMB (Active Metal Brazing) keramik undirlag og silfurhertu lagsins er jafn mikilvægt. AMB kísilnítríð hvarfefni, með framúrskarandi hitaþenslusamsvörun (CTE u.þ.b. 2,5ppm/gráðu), koma hratt í stað hefðbundinnar AlN-DBC lausnar í SiC afleiningum, sem bætir endingu raforkueininga.
III. Síðasti hlekkurinn í PCBA endar-til-að binda enda á áreiðanleika
Silfurhertuferlið leysir ekki aðeins samtengingarvandamálið frá flís til undirlags heldur varðar það líka -til-áreiðanleika rafeiningaumbúða → PCBA samsetningar.
Eftir að SiC-afleiningin lýkur sinrun og samtengingu þarf að huga að raftengingu hennar við PCB, hitastjórnunarhönnun og vélrænni festingu með tilliti til -kerfisáreiðanleika:
Hönnun hitaleiðni: Hanna þarf skilvirka hitaleið undir silfurhertu laginu, sem hámarkar heildar hitauppstreymi keðju frá hitastigi flísmóta til umhverfishita.
Undirlagsuppsetning: Uppbygging-uppbyggingar DBC/AMB keramikundirlagsins og PCB þarf að fara í varmavélræna uppgerð.
Lóðunarferlisgluggi: Endurstreymi lóðahitastigssnið einingarinnar og PCB þarf að passa við hitastigsmörk silfurhertu lagsins.
Steinsteypa húðun: Húðunarferlið rafmagnseiningarinnar þarf að huga að yfirborðssamhæfi silfurlagsins.
