从电动汽车的高效驱动系统，到光伏发电中的逆变器，再到5G通讯的核心射频模块，以碳化硅为代表的第三代功率半导体相比传统的硅芯片呈现出更为优越的性能。当新能源汽车续航里程突破1000公里、800V高压快充成为标配，碳化硅功率半导体的革命正在加速到来。而更高的功率密度、更优的散热能力、更强的可靠性以及更高的工作温度范围等严苛要求，让传统的焊料封装与连接技术在新的技术时代，正在被高性能、高可靠性的烧结银封装与连接技术快速取代。烧结银技术也成为了碳化硅等第三代功率半导体芯片与模组封装的首选材料。

烧结银技术概述

烧结银的概念

烧结银技术，是一种新型无铅化芯片互连技术。该技术主要是对微米级及以下的银颗粒在300℃以下进行烧结，通过原子间的扩散作用实现良好连接，从而在低温烧结（<250℃）条件下获得耐高温（>700℃）和高导热（>200W/m.K）的烧结银芯片连接界面。

技术发展历程

20世纪80年代末期，Scheuermann等率先研究了一种低温烧结技术，即通过烧结银颗粒实现功率半导体器件与基板互连的方法，这为烧结银技术的发展奠定了基础。此后，随着科技进步，烧结银技术在工艺优化、材料性能提升等方面取得了显著进展，逐渐从实验室研究走向实际工业应用，并在近年来得到了广泛的关注与应用推广。

烧结银技术原理

原子扩散是烧结银技术实现良好连接的核心机制。在低温烧结过程中，银颗粒表面的原子具有较高的活性，由于表面自由能的驱动，原子开始迁移。当两个银颗粒相互靠近并接触时，原子会从高自由能的颗粒表面向接触区域扩散，逐渐形成烧结颈。随着时间的推移和温度、压力等条件的持续作用，原子扩散不断进行，烧结颈不断扩展，使得银颗粒之间的连接逐渐增强。这种原子扩散连接机制能够在相对较低的温度下实现银颗粒的融合，避免了高温对芯片和基板等材料的不良影响，同时形成的连接具有良好的导电性、导热性和机械强度，满足功率半导体对高性能连接的要求。