功率半导体用AgSn TLP片材

电子 半导体 接合与密封 贵金属薄膜与沉积技术

引用来源:2025年5月6日
PCIM Magazine

负责田中贵金属田中贵金属工业宣布,已开发出一种名为“AgSn TLP Sheet”的片状键接合材料,专为功率散热件半导体封装制造中的芯片键合而设计。该产品有望替代导热界面材料(TIM:一种插入材料间的导热材料,用于散发电子设备中产生的多余热量),用于大面积散热器键合,其应用范围预计将进一步扩大。

片状键接合材料,可用于大电流下大尺寸硅芯片的键合

近年来,高电流功率半导体的需求不断增长,主要应用于电动汽车、混合动力汽车、工业基础设施等领域。因此,用于键合大型硅芯片的材料必须能够实现大面积键合并保持高可靠性。此次发布的AgSn TLP薄片可用于键合尺寸达20毫米的半导体芯片。此外,该材料可在3.3兆帕的低压下进行键合,有助于提高半导体制造的成品率。

低温接合和高耐热性为功率半导体的热管理提供了强有力的支持。

功率半导体和其他半导体器件需要高耐热性,以防止高温导致的击穿和寿命缩短。目前,功率半导体封装制造中使用的主要接合材料是高铅焊料,但由于其对环境的影响,这种焊料正被逐步替代。虽然RoHS指令限制铅的使用,但在有效期内,对于在科学和技术上难以找到替代方案的应用,铅的使用是被允许的。然而,由于目前铅的使用不受有效期限制,替代材料的研发工作正在进行中。其他使用的材料包括SAC焊锡(一种含有锡、银和铜的焊料)和银(Ag)烧结材料,这些材料的耐热性较低。本产品可加热至250°C,并可进行液相扩散接合。液相扩散接合(TLP)是一种扩散焊接方法,其中插入焊接界面的金属被暂时熔化并液化,然后通过扩散进行等温凝固。焊接后,其耐热性可达480°C,超过了传统产品的耐热性。此外,其接合强度可达50 MPa,适用于多种被接合材料。而且,该产品为无铅接合材料,粘接可靠性高,已通过3000次热循环测试。

由于该产品能够实现大面积键合,预计不仅可以用作功率半导体芯片的芯片键接合材料(TIM)。尽管半导体封装制造领域已开发出多种高导热材料,但导热界面材料的低导热性仍然是整体散热设计中的一个难题。此外,该产品是一种高导热键接合材料,能够实现面积超过50mm的大面积导热界面材料的键合,有望为半导体封装制造中的热管理做出贡献。

照片提供:田中贵金属工业

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图片提供:Messago Messe Frankfurt GmbH/Arturo Rivas Gonzalez
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