吴文辉

（福建火炬电子科技股份有限公司，福建泉州362000）

1 引言

近年来，电力电子、LED照明、深井钻探、军事和太空探索等领域对高导电性、热稳定性和可靠性连接技术的要求急剧上升[1-2]，对基于焊料的传统组装互连技术提出了挑战[3]。高温电子产品最高允许服役温度不仅取决于半导体材料的性质，还受器件连接材料的限制。现行条件下大多数组件和基板都可以在高温恶劣环境下使用，但是用于组件、模块和板级组装的互连材料却相对滞后。此外，电子系统的功率密度不断增加，需承受高达500℃以上的工作温度[4-7]，而且电子系统工作时产生的大量热量导致电子封装固有的热负荷和应力增加，这对封装互连材料提出了更高的要求。目前，高工作温度市场的互连材料主要为高铅焊料和昂贵的金基焊料（如金锡AuSn20或金锗AuGe12）。在世界许多地区，大多数工业电子产品的互连应用已禁止使用含铅材料，但到目前为止，由于缺乏足够的替代品，铅在高温焊料应用中被豁免。即使没有迫在眉睫的监管限制，含铅焊料的熔化温度仍不能满足SiC、GaN及电动汽车中功率控制单元等的要求。因此，一种用于将高温电子元器件、硅或宽带隙半导体器件连接到需要高温操作的金属或陶瓷基片上的高温稳定无铅互连新技术应运而生，其被称为“瞬态液相烧结（Transient Liquid Phase Sintering，TLPS）”技术。

2 TLPS原理

在TLPS工艺中，低熔点金属或合金熔化后形成液相扩散进入到仍处于固态颗粒的高熔点金属或合金……