【導讀】功率模塊是現代工業和技術領域不可或缺的組件
，它們負責高效、可靠地進行電能的轉換和控製。這些模塊直接影響到一個係統的性能、效率和耐用性，是各類電子設備和係統中關鍵的技術基礎。

引言：

功率模塊是現代工業和技術領域不可或缺的組件，它們負責高效

、可靠地進行電能的轉換和控製。這些模塊直接影響到一個係統的性能、效率和耐用性，是各類電子設備和係統中關鍵的技術基礎。在現代工業和技術領域中
，功率模塊主要應用在以下幾個場景：

可再生能源：zaitaiyangnenghefengnengdengkezaishengnengyuanxitongzhong
，gonglvmokuaiyongyuyouxiaozhuanhuanhetiaopeicongziranziyuanzhongcaijidaodenengliang。liru，jiangtaiyangnengbanchanshengdezhiliudianzhuanhuanweikeyongyujiatinghuoshusongzhidianwangdejiaoliudian。

電動汽車 (EVs)：功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)中(zhong)用(yong)於(yu)管(guan)理(li)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)的(de)電(dian)能(neng)，支(zhi)持(chi)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)高(gao)效(xiao)運(yun)行(xing)。它(ta)們(men)幫(bang)助(zhu)優(you)化(hua)電(dian)能(neng)的(de)使(shi)用(yong)，延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)，並(bing)提(ti)高(gao)整(zheng)車(che)性(xing)能(neng)。

工業自動化與控製係統：在(zai)自(zi)動(dong)化(hua)生(sheng)產(chan)線(xian)和(he)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)中(zhong)
，功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)控(kong)製(zhi)電(dian)機(ji)和(he)其(qi)他(ta)機(ji)械(xie)設(she)備(bei)的(de)功(gong)率(lv)供(gong)應(ying)，確(que)保(bao)精(jing)確(que)和(he)可(ke)靠(kao)的(de)操(cao)作(zuo)，從(cong)而(er)提(ti)升(sheng)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。

電力傳輸和分配：功gong率lv模mo塊kuai在zai智zhi能neng電dian網wang中zhong扮ban演yan重zhong要yao角jiao色se，用yong於yu電dian能neng的de高gao效xiao分fen配pei和he管guan理li。它ta們men支zhi持chi電dian網wang的de穩wen定ding運yun行xing，通tong過guo優you化hua電dian力li流liu向xiang減jian少shao能neng源yuan浪lang費fei

，並bing應ying對dui不bu斷duan變bian化hua的de負fu載zai需xu求qiu。

消費電子產品：在更廣泛的消費電子領域內，功率模塊同樣重要。它們在確保設備如筆記本電腦、智能手機和平板電腦等穩定運行和電源效率方麵起著關鍵作用。

gonglvmokuaizuoweidianlidianzijishudehexin
，bujintongguoyouhuadiannengshiyongxiaolvhequebaocaozuokekaoxingzhichixiandaigongyedefazhan，yezaihuanjingbaohuheziyuanxiaolvfangmianfahuizheyuelaiyuezhongyaodezuoyong。suizhejishudejinbuhexinyingyongdekaifa

，gonglvmokuaidezhongyaoxingzaiweilaijianghuijinyibuzengjia。

為什麼選擇燒結銀：

傳統功率模塊中，芯片通常通過錫焊材料連接到基板。在熱循環過程中，連接界麵通過形成金屬間化合物層完成芯片
、錫焊料合金與基板的互聯。目前電子封裝中常用的無鉛焊料熔點低於250℃，適用於低於150℃的服役溫度。然而，在175-200℃乃至更高的使用溫度下，這些連接層的性能將急速下降甚至熔化
，嚴重影響模塊的正常運行和長期可靠性。

隨著國內新能源汽車工業的發展

，使用碳化矽MOSFET替換傳統矽基IGBT成(cheng)為(wei)行(xing)業(ye)主(zhu)流(liu)，從(cong)傳(chuan)統(tong)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)轉(zhuan)型(xing)到(dao)碳(tan)化(hua)矽(gui)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)
，對(dui)功(gong)率(lv)電(dian)子(zi)模(mo)塊(kuai)及(ji)其(qi)封(feng)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)
，尤(you)其(qi)是(shi)芯(xin)片(pian)與(yu)基(ji)板(ban)的(de)連(lian)接(jie)技(ji)術(shu)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)決(jue)定(ding)了(le)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)的(de)壽(shou)命(ming)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。傳(chuan)統(tong)的(de)錫(xi)焊(han)料(liao)由(you)於(yu)熔(rong)點(dian)低(di)、導熱性差，難以滿足封裝高功率器件在高溫和高功率密度條件下的應用需求。隨著芯片工作溫度要求的不斷提升，至175°C甚(shen)至(zhi)更(geng)高(gao)，連(lian)接(jie)材(cai)料(liao)的(de)機(ji)械(xie)和(he)熱(re)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)也(ye)隨(sui)之(zhi)提(ti)升(sheng)。傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)中(zhong)常(chang)見(jian)使(shi)用(yong)錫(xi)焊(han)將(jiang)芯(xin)片(pian)做(zuo)貼(tie)裝(zhuang)的(de)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)大(da)部(bu)分(fen)碳(tan)化(hua)矽(gui)模(mo)塊(kuai)的(de)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)。

銀燒結技術也被稱為低溫連接技術（Low temperature joining technique,LTJT），作為一種新型無鉛化芯片互連技術，可在低溫（＜250℃）條件下獲得耐高溫（＞300℃）和高導熱率（＞200 W/m·K）的燒結銀芯片連接界麵，燒結銀的獨特優勢主要表現在三個方麵：①高工作溫度—燒結銀的工作溫度可達到300℃


，甚至更高；②高熱導率—對於碳化矽模塊這類小尺寸
、高功率應用
，能夠有效導出熱量，提高功率密度

；③高可靠性—其在汽車應用中的車規級要求極為嚴格，燒結銀的高熔點

、低蠕變傾向為整體係統提供了卓越的穩定性。因此燒結銀非常適合碳化矽功率模塊的封裝，完美滿足了其對高工作溫度
、高功率密度和高可靠性的嚴格要求。

圖①：為什麼選擇燒結銀—日益增長的功率密度。

圖②：功率模塊封裝形式的變化

什麼是銀燒結？

銀燒結技術是一種對微米級及以下的銀顆粒在250℃左zuo右you進jin行xing燒shao結jie
，通tong過guo原yuan子zi間jian的de擴kuo散san從cong而er實shi現xian良liang好hao連lian接jie的de技ji術shu，如ru下xia圖tu，燒shao結jie過guo程cheng中zhong未wei發fa生sheng金jin屬shu熔rong化hua。所suo用yong的de燒shao結jie材cai料liao的de基ji本ben成cheng分fen是shi銀yin顆ke粒li，根gen據ju粒li徑jing不bu同tong可ke分fen為wei微wei米mi粉fen和he納na米mi粉fen，根gen據ju燒shao結jie後hou是shi否fou有you有you機ji物wu殘can留liu可ke分fen為wei全quan燒shao結jie和he半ban燒shao結jie。

圖③：燒結和錫焊的區別

燒結原理

在zai燒shao結jie過guo程cheng中zhong，隨sui著zhe不bu斷duan升sheng溫wen，溶rong劑ji和he塗tu層ceng最zui先xian揮hui發fa分fen解jie，銀yin顆ke粒li通tong過guo彼bi此ci接jie觸chu形xing成cheng燒shao結jie頸jing，銀yin原yuan子zi通tong過guo擴kuo散san遷qian移yi到dao燒shao結jie頸jing區qu域yu，從cong而er燒shao結jie頸jing不bu斷duan長chang大da
，相xiang鄰lin銀yin顆ke粒li之zhi間jian的de距ju離li逐zhu漸jian縮suo小xiao，形xing成cheng連lian續xu的de孔kong隙xi網wang絡luo，隨sui著zhe燒shao結jie過guo程cheng的de進jin行xing，孔kong洞dong逐zhu漸jian變bian小xiao，燒shao結jie密mi度du和he強qiang度du顯xian著zhu增zeng加jia
，在zai燒shao結jie最zui後hou階jie段duan
，多duo數shu孔kong洞dong被bei完wan全quan分fen割ge
，小xiao孔kong洞dong逐zhu漸jian消xiao失shi，大da空kong洞dong逐zhu漸jian變bian小xiao

，直zhi到dao達da到dao最zui終zhong的de致zhi密mi度du。燒shao結jie得de到dao的de連lian接jie層ceng為wei多duo孔kong性xing結jie構gou
，孔kong洞dong尺chi寸cun在zai微wei米mi及ji亞ya微wei米mi級ji別bie，連lian接jie層ceng具ju有you良liang好hao的de導dao熱re和he導dao電dian性xing能neng，熱re匹pi配pei性xing能neng良liang好hao。

圖④：燒結過程示意圖

賀利氏燒結銀產品

賀利氏作為德國曆史悠久的企業，一直致力於保持材料技術的創新與可持續發展。自2007年起

，賀利氏在燒結銀材料的研發與生產方麵走在行業前沿，提供多款產品以適應各種封裝需求。早期開發的產品mAgic ASP043主要麵向表麵鍍金或鍍銀的界麵。隨著技術的發展和市場需求的變化，越來越多的用戶對裸銅表麵的燒結提出了需求。新一代產品mAgic PE338budankeyizaijinyinbiaomianjinxingshaojie，yekeyizailuotongbiaomianshangjinxingshaojie。suizhetanhuaguiyingyongdezengduo，tanhuaguixinpianyujibancailiaozhijianderepengzhangchayichengweileyigezhongyaowenti。weileshiyingbutongcailiaozhijianderepengzhang，helishizaimAgic PE338的基礎上開發出新的mAgic PE338-28 F1510版本，其熱膨脹係數更加接近於碳化矽芯片，極大提高了碳化矽產品的可靠性。

圖⑤：賀利氏燒結銀產品

賀利氏燒結銀的優勢

賀利氏作為燒結材料的引領者，在形形色色的同類產品中，賀利氏的燒結銀到底有哪些優勢呢，下麵我為大家一一介紹：

圖⑥：不同銀顆粒尺寸及形貌差異

①成本優勢--區(qu)別(bie)於(yu)友(you)商(shang)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)納(na)米(mi)銀(yin)顆(ke)粒(li)，賀(he)利(li)氏(shi)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)為(wei)片(pian)狀(zhuang)微(wei)米(mi)銀(yin)顆(ke)粒(li)，相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia)，微(wei)米(mi)級(ji)銀(yin)粉(fen)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)的(de)產(chan)量(liang)和(he)更(geng)低(di)的(de)工(gong)藝(yi)難(nan)度(du)，成(cheng)本(ben)上(shang)比(bi)納(na)米(mi)粉(fen)具(ju)有(you)更(geng)大(da)的(de)優(you)勢(shi)。

②批次穩定性高--使用微米銀顆粒不僅帶來成本上的優勢

，也避免了納米粉極易團聚和批次間差異大的問題，使得賀利氏的燒結銀批次穩定性極高。

③生物安全性--同時由於納米材料的生物毒性問題
，極易透過皮膚和黏膜進入體內，可能會導致細胞損傷、基因突變甚至癌變等嚴重後果，賀利氏采用微米粉材料，從根本上避免了納粉末對人體、環境的危害。

④燒結強度高--賀(he)利(li)氏(shi)使(shi)用(yong)特(te)殊(shu)工(gong)藝(yi)，將(jiang)銀(yin)顆(ke)粒(li)研(yan)磨(mo)成(cheng)片(pian)狀(zhuang)粉(fen)末(mo)，相(xiang)較(jiao)於(yu)球(qiu)形(xing)顆(ke)粒(li)的(de)點(dian)接(jie)觸(chu)，片(pian)狀(zhuang)結(jie)構(gou)大(da)大(da)增(zeng)加(jia)了(le)燒(shao)結(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)相(xiang)鄰(lin)銀(yin)粉(fen)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian)積(ji)，使(shi)得(de)賀(he)利(li)氏(shi)的(de)微(wei)米(mi)粉(fen)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)超(chao)越(yue)納(na)米(mi)粉(fen)的(de)燒(shao)結(jie)強(qiang)度(du)。

⑤高可靠性--針對SiC芯片應用場景，賀利氏推出帶填料的高可靠性版本(F1510)燒結銀
，可靠性（TST）可提升2.5倍以上。SiC的CTE與Si相似
，但楊氏模量更高，在相同的熱機械載荷下
，碳化矽芯片的應力更高。在燒結銀中添加非銀填充材料可降低燒結膏體的CTE
，大大提高了SiC芯片下的燒結層的可靠性。如下圖



，在經過1000次溫度循環後(TST, -65℃/+150℃)，不含填料的燒結層出現分層現象，分層現象隨著熱循環次數的增加而顯著增加；而帶填料的燒結層，即使在2500次循環後，也沒有觀察到明顯的分層。

圖⑦：SiC芯片不同燒結銀在SiC芯片應用上的可靠性對比

結語

賀利氏作為一家專業的材料供應商，在銀燒結領域深耕多年

，自2007nianqi

，helishizaishaojieyincailiaodeyanfayushengchanfangmianzouzaixingyeqianyan
，gensuishichangbianhuabuduantuichenchuxin，zaimanzuchanpinxingnengdejichushang，buduanyouhuachanpinpeifang，tigongduokuanchanpinyishiyinggezhongfengzhuangxuqiu。congmAgic ASP043、mAgic PE338，到針對碳化矽應用的mAgic PE338-28 F1510

，賀利氏電子持續推動技術革新以滿足市場的多樣化需求。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息
，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片

、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

大電流、高性能降壓-升壓穩壓器

NFC防偽技術：削弱假貨對奢侈品行業的影響

AI 驅動
，Arm 加速實現軟件定義汽車的未來

用第三代 SiC MOSFET設計電源性能和能效表現驚人！

如何防止掉電狀況下的係統出錯？