徐光强 李俊达 杨建琳 冯浩

摘要：纳米银焊膏作为新一代的封装材料，具有低温烧结，高温服役特性，其烧结后形成的互连层结构具有独特的耐高温性能，高热导率能力，适用于SiC功率器件对封装的要求。因此，对烧结纳米银层的形成机理、烧结工艺、力学研究、本构模型的研究具有重要的价值，本文将针对该问题进行研究。

Abstract： As a new generation of packaging materials， nano-silver solder paste has the characteristics of low-temperature sintering and high-temperature service. The interconnection layer structure formed after sintering has unique high-temperature resistance and high thermal conductivity， which is suitable for the packaging requirements of SiC power devices. Therefore， it is of great value to study the formation mechanism， sintering process， mechanical research and constitutive model of the sintered nano silver layer.

关键词：SiC;纳米银;烧结;本构模型

Key words： SiC;nano silver;sintering;constitutive model

中图分类号：TG454                                      文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）12-0046-03

0  引言

IGBT功率器件被广泛用于新能源电车、车载逆变器上，做主要的控制元器件，而以SiC为代表的第三代半导体材料所制成的功率器件能够承受500℃左右甚至更高的温度，比Si小近千倍的导通电阻，多20倍左右的开关频率等性[1]。由于现有封装技术的限制，特别是芯片与基板的互连技术，例如银浆、聚合物材料，软钎焊等互连技术由于焊料合金的低熔点、环氧树脂的低温分解等原因，使其不能在高温环境下可靠工作，导致限制电力电子系统性能和可靠性的瓶颈从半导体芯片转移到了封装技术上来[2]。

近年来以烧结纳米银技术为代表的低温连接技术是目前功率器件朝耐高温、高可靠性应用发展的主要趋势，其基本原理是利用纳米尺度下金属颗粒的高表面能、低熔点特性来实现芯片与基板的低温低压烧结互连。形成的纳米银互连层具有优良的电、热性能，可承受710℃的最高工作温度，而且其厚度相比传统的钎焊接头要薄50～80%，是实现SiC功率器件封装的理想互连结构[3]。……