納米銀燒結(jié)基板的低溫制造工藝及其性能對比
1. 納米銀燒結(jié)技術(shù)概述
納米銀燒結(jié)是一種低溫?zé)Y(jié)技術(shù),最早在20世紀80年代末期被研究出來。該技術(shù)通過在較低溫度(通常低于300℃)下對納米銀顆粒進行加熱和加壓,使其形成微觀多孔狀結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)功率半導(dǎo)體器件與基板的互連。這種技術(shù)具有以下特點:
- 低溫?zé)Y(jié):僅需200℃左右的溫度即可完成燒結(jié),顯著降低了對熱敏感部件的損傷風(fēng)險。
- 高導(dǎo)熱率:燒結(jié)后的銀層導(dǎo)熱率可達到240 W/m·K,甚至更高。
- 高導(dǎo)電性:銀的導(dǎo)電性能優(yōu)異,燒結(jié)層具有良好的電學(xué)性能。
- 環(huán)境友好:不含鉛、鎘等有害元素,符合環(huán)保要求。
2. 低溫?zé)Y(jié)技術(shù)與傳統(tǒng)高溫陶瓷基板的對比
傳統(tǒng)高溫陶瓷基板(如Al?O?和AlN)通常需要在800℃以上的高溫下燒結(jié),而納米銀燒結(jié)技術(shù)則可以在200℃左右完成燒結(jié)。以下是兩者在導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能方面的對比:
| 參數(shù) | 納米銀燒結(jié)基板 | 傳統(tǒng)高溫陶瓷基板 |
| 燒結(jié)溫度 | 200℃左右 | >800℃ |
| 導(dǎo)熱率 | 240 W/m·K | 20-200 W/m·K |
| 導(dǎo)電率 | 高導(dǎo)電性 | 較低導(dǎo)電性 |
| 機械強度 | 高 | 較低 |
| 抗熱疲勞性 | 優(yōu)異 | 較差 |
3. 納米銀燒結(jié)技術(shù)在PCB制造中的應(yīng)用
納米銀燒結(jié)技術(shù)在PCB制造中具有廣泛的應(yīng)用前景,特別是在高功率密度和高可靠性要求的領(lǐng)域:
- 高導(dǎo)熱性:能夠有效降低PCB的熱阻,提高散熱性能,適用于大功率器件的封裝。
- 高導(dǎo)電性:確保電路的高效傳輸,減少能量損耗。
- 低溫制造:減少對基板材料的熱損傷,延長設(shè)備壽命。
- 環(huán)保性:符合現(xiàn)代電子制造的環(huán)保要求。
4. 未來發(fā)展方向
納米銀燒結(jié)技術(shù)在PCB制造中的應(yīng)用仍需進一步優(yōu)化,特別是在以下幾個方面:
- 工藝改進:提高燒結(jié)過程的穩(wěn)定性和一致性,降低生產(chǎn)成本。
- 材料創(chuàng)新:開發(fā)新型納米銀材料,進一步提升導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。
- 應(yīng)用擴展:探索納米銀燒結(jié)技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用,如航空航天、汽車電子等。
納米銀燒結(jié)技術(shù)作為一種低溫制造工藝,具有顯著的性能優(yōu)勢,特別是在導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)高溫陶瓷基板。其在PCB制造中的應(yīng)用前景廣闊,未來的研究和開發(fā)將進一步推動該技術(shù)的普及和應(yīng)用。
技術(shù)資料