燒結(jié)銀常見問題及解決方案

燒結(jié)銀作為一種高性能電子封裝材料，廣泛應(yīng)用于功率模塊、醫(yī)療電子等領(lǐng)域，但在實(shí)際應(yīng)用中常面臨工藝適配性、可靠性及成本等問題。善仁新材結(jié)合400多家客戶的行業(yè)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)常見問題及優(yōu)化方案，供方家參考。

一、燒結(jié)層空洞問題

原因分析：

材料分布不均或銀粉粒徑過大（＞1μm），導(dǎo)致燒結(jié)過程中原子擴(kuò)散不充分。

涂覆工藝不當(dāng)，如厚度不均、氣泡混入或燒結(jié)溫度/壓力參數(shù)不合理。

解決方案：

1優(yōu)化材料配方：選用粒徑≤1μm的高純度銀粉配置的燒結(jié)銀AS9335，減少粗顆粒導(dǎo)致的致密度不足。

2工藝參數(shù)控制：

采用階梯升溫，如5℃/min至130-220℃，以促進(jìn)原子擴(kuò)散。

涂覆時(shí)確保厚度均勻，推薦10-100μm，避免氣泡產(chǎn)生。

3導(dǎo)氣槽設(shè)計(jì)：大面積粘結(jié)時(shí)，在界面開導(dǎo)氣槽以排出揮發(fā)性成分。

二、連接層可靠性不足

表現(xiàn)：高溫循環(huán)后開裂、剪切強(qiáng)度下降。

原因：

燒結(jié)層與基板熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配，導(dǎo)致熱應(yīng)力累積。

環(huán)境濕度或污染物影響銀層結(jié)合力。

解決方案：

1材料適配：選擇與基板CTE匹配的燒結(jié)銀，如AS9335和陶瓷基板需CTE差值較小。

2增強(qiáng)工藝：

采用雙面燒結(jié)技術(shù)或增加燒結(jié)層厚度，推薦≥100μm以提高機(jī)械強(qiáng)度。預(yù)處理銀層表面，提升結(jié)合力。

3環(huán)境控制：燒結(jié)銀儲存于-20℃低溫，濕度≤40%的環(huán)境，避免燒結(jié)銀氧化。

三、高輔助壓力損傷芯片

問題：傳統(tǒng)燒結(jié)需＞20MPa高壓導(dǎo)致芯片應(yīng)力開裂。

解決方案：

選用低壓力燒結(jié)銀材料，如SHAREX AS9338無壓低溫?zé)Y(jié)銀，支持無壓低溫?zé)Y(jié)，兼容精密芯片封裝。

四、燒結(jié)溫度與能耗過高

原因：傳統(tǒng)燒結(jié)溫度需250℃以上，增加能耗及基板熱損傷風(fēng)險(xiǎn)。

解決方案：

1低溫?zé)Y(jié)材料：采用低溫?zé)Y(jié)銀AS9335X1，燒結(jié)溫度可降至165℃；AS9338燒結(jié)銀，燒結(jié)溫度130℃。

2工藝優(yōu)化：

氮?dú)獗Ｗo(hù)下預(yù)烘，如90℃×30min去除溶劑，減少高溫?zé)Y(jié)時(shí)間。

空氣燒結(jié)技術(shù)，如AS9335X3降低對惰性氣氛的依賴。

五、材料性能虛標(biāo)與兼容性問題

表現(xiàn)：導(dǎo)熱系數(shù)不達(dá)標(biāo)、與鍍層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

解決方案：

1嚴(yán)格選型：要求供應(yīng)商提供第三方檢測報(bào)告，比如AS9376燒結(jié)后銀含量≥98%,導(dǎo)熱系數(shù)≥260W/m.k。

2兼容性測試：

驗(yàn)證銀膏與基板,如DBC、AMB及芯片鍍層如Au/Ni/Au的界面反應(yīng)，避免銀遷移導(dǎo)致絕緣失效。

小批量試產(chǎn)測試剪切強(qiáng)度要≥30MPa及熱循環(huán)可靠性：-40℃-125℃循環(huán)。

六、儲存與施工不當(dāng)

問題：銀膏吸潮、結(jié)塊或涂覆不均。

解決方案：

1儲存規(guī)范：-20℃密封保存，開封后24小時(shí)內(nèi)用完，避免溶劑揮發(fā)。

2施工控制：回溫至室溫（25±3℃）后均質(zhì)機(jī)攪拌，確保均勻性；使用萬級潔凈室操作，避免灰塵污染。

總之，善仁新材建議：燒結(jié)銀的工藝適配性、材料性能及環(huán)境控制是核心挑戰(zhàn)。通過材料選型優(yōu)化如低壓力銀漿、納米銀復(fù)合、工藝參數(shù)精細(xì)化如階梯升溫、壓力控制及嚴(yán)格品控如兼容性測試、儲存規(guī)范，可顯著提升可靠性。