Daicel開發功率半導體用燒結銀膠,無須加壓即可進行接合

 

刊登日期:2022/8/19
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日本化工公司Daicel開發了一項不需加壓製程即可進行功率半導體接合之燒結銀膠。

銀燒結技術被定位為繼焊料之後的次世代接合技術,由於比焊料更能耐受高溫,具有優異的散熱性,可望適用於電動車(EV)、碳化矽(SiC)功率半導體等用途。但相對於焊料在回焊(Reflow)時可快速接合,銀燒結則須利用裝置進行加壓製程,因此有生產效率的問題,且加壓裝置會增加投資成本。

而Daicel開發的功率裝置用接合銀膠能適用於無加壓的低溫燒結,具有使用上的便利性。且即使是在無加壓的氮氣氛圍下進行燒結,亦能發揮優異的接合強度與導電率。氮氣氛圍下250℃、1小時的接合強度為20 MPa以上,空氣條件下250℃、1小時的接合強度則為50 MPa以上,而在空氣條件下200℃、1小時的接合強度是40 MPa以上。Daicel將訴求新製品可利用於焊料無法因應之高輸出功率半導體的優勢,加速展開市場開拓。

另一方面,Daicel也正在推動比銀燒結技術更為困難之銅燒結技術的開發。銅燒結的熱傳導率與銀相當,但在熔點、線性膨脹係數、降伏應力(Yield Stress)、材料成本等方面都較銀更為優異。但是以利用奈米粒子進行燒結接合的金屬而言,相較於銀,銅較容易變成氧化狀態,且使用比表面積較大的奈米粒子,氧化傾向就更為顯著,氧化被膜一旦生成,將進而導致接合時的阻礙,也因此氧化被膜的生成提高了銅燒結技術的難度。

然而Daicel開發的燒結銅膠係於金屬材料中加入了溶劑、添加劑等材料,俾使內部形成產生還原性氣體的構造,藉此解決了氧化被膜的問題,實現了理想的接合性。目前Daicel亦已展開燒結銅膠的商業樣品推廣,今後可望投入電動車、車載相關市場。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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