烧结银膏知识50问

 烧结银膏知识50问

以下是善仁新材总结的关于烧结银膏的50个核心知识点，涵盖定义、原理、工艺、应用及发展趋势等方面，结合较新技术动态总结而成，希望对大家选购烧结银有帮助：

一、  基础概念

1定义：烧结银膏是以纳米银粉为主体，结合有机载体和添加剂形成的膏状材料，通过烧结形成高导电/导热连接层。

2核心成分：纳米银粉、有机载体、添加剂。

3分类：

有压烧结银膏AS9385：需加压（5-20 MPa）提升致密度，适用于高可靠性场景（如SiC芯片封装）。

无压烧结银膏AS9335：无需加压，烧结温度更低（150-200℃），适合精密电子元件。

4        烧结机制：纳米银颗粒通过固态扩散（表面能驱动）形成多孔银层，孔隙率约2%-5%。

5        与传统焊料对比：

A导热性：烧结银膏AS9376（200-300 W/m·K）是Sn-Ag-Cu焊料（50 W/m·K）的4-5倍。

B熔点：银熔点961℃，远高于传统焊料（如Sn-Ag-Cu约220℃）。

二、  材料与工艺

6 银粉特性：高纯度（>99.9%）、球形或类球形结构，粒径分布影响烧结致密度。

7 有机载体作用：调节银膏流动性，烧结时挥发形成多孔结构。

8        烧结温度范围：

A无压烧结：130-200℃（如AS9338）。

B有压烧结：200-250℃（如AS9385）。

9        关键工艺参数：

A烧结压力：有压烧结需5-15 MPa，无压烧结无需加压。

B升温速率：通常1-5℃/min，避免热应力导致裂纹。

10   烧结气氛：氮气保护（防氧化）或空气（适用于裸铜或者银基板）。

三、  性能优势

11高导电性：烧结后电导率接近纯银（>10⁶ S/m）。

12高热导率：热导率240 W/m·K，是传统焊料的4倍，适合高功率器件散热。

13可靠性：

A 剪切强度达45MPa以上，抗电迁移性能优异。

B 热循环寿命（-55-175℃）超1000次。

14   环保性：无铅无卤素，符合RoHS标准。

15   低温兼容性：支持150℃烧结，避免损伤GaN/SiC等宽禁带半导体。

四、  应用领域

16   功率电子：SiC/GaN模块封装（芯片-基板有压烧结银AS9385、基板-散热器连接有压烧结银AS9387）。

17新能源汽车：电池管理系统（BMS）、电驱系统散热。

18   5G通信：射频器件封装（降低信号损耗20%）AS9335。

19   光伏逆变器：提升热管理效率，延长器件寿命。

20   航空航天：耐高温、抗辐射封装方案。

五、  工艺流程

21制备步骤：

烧结银膏→印刷/涂布→预烘（120-150℃）→贴片→烧结。

22印刷工艺：钢网印刷（厚度控制±10%），需优化脱模速度（1 mm/s）。

23烧结阶段：

AS9385有压烧结银：预压阶段（150℃加压0.5-1 MPa）→本压阶段（220-280℃加压10-30 MPa）。

24后处理：自然降温至室温，避免热应力开裂。

六、  技术挑战

25孔隙率控制：多孔结构影响导电/导热性能，需优化烧结参数（推荐烧结温度高可以部门避免）。

26芯片破碎风险：高压烧结（>15 MPa）可能导致芯片损伤（推荐无压烧结银可以避免）。

27大面积互连：模块与散热器大面积烧结的均匀性难题（推荐无压烧结银AS9335X1）。

28成本控制：纳米银粉价格高，需推进国产化替代（SHAREX已经实现）。

七、  创新方向

29低温烧结技术：开发200℃以下烧结工艺（如纳米银墨水）。

30   压烧结优化：降低辅助压力至1-5 MPa，提升良率。

31铜烧结技术：替代银烧结，降低成本（当前处于研发阶段）。

32柔性基材适配：开发耐弯折银膏（AS6776），用于可穿戴设备。

八、  测试与标准

33性能测试：

导电性：四探针法测电阻率。

热导率：激光闪射法。

机械强度：剪切强度测试（ASTM标准）。

34可靠性验证：热循环（-55-175℃）、湿度敏感性测试（85℃/85%RH）。

九、  市场趋势

35市场规模：2025年全球烧结银膏市场预计超10亿美元，年增长率15%。

36国产替代：国内企业加速突破纳米银粉制备技术（如善仁新材）。

37应用扩展：从功率电子向生物医疗（植入式设备）延伸。

十、  典型案例

38 SiC模块封装：烧结银连接层将结温从150℃提升至200℃以上，提升效率。

39   5G射频模块：降低信号传输损耗20%，**高频稳定性。

40   光伏逆变器：烧结银膏热阻降低50%，延长电池寿命20%。

十一、常见问题

41为何需氮气保护？：防止银氧化，提升烧结层致密度。

42烧结后空洞如何处理？：优化银粉分散性，增加预压压力。

43   银膏储存条件？：-20℃冷藏，保质期6个月。

十二、设备与工艺

44   关键设备：烧结炉（控温精度±1℃）、印刷机（精度±5%）。

45工艺集成：与芯片贴片机、键合机形成自动化产线。

十三、未来展望

46 3D封装应用：实现芯片堆叠的高密度互连。

47智能材料结合：集成温度敏感元件，实现自修复功能。

48绿色制造：开发水基溶剂银膏，减少VOC排放。

十四、行业动态

49技术合作：善仁新材与头部客户合作开发大面积烧结银AS9335X1方案。

50标准制定：善仁新材正牵头在和相关部门制定烧结银膏国际标准。

以上内容综合了烧结银膏的核心技术要点及行业进展，如需更详细的技术参数或应用案例，可进一步来电和善仁新材探讨具体方向。