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Pressure-less Silver Sintering for RF Power Electronics, Part 1 of 4 (应用于射频功率器件的无压银烧结技术,第1篇,共4篇)

Posted by Palomar Technologies MarCom Team on Mon, May 25, 2020 @ 03:00 PM

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银烧结技术从20世纪80年代就出现了,但这一工艺却面临着诸多问题。传统烧结的局限性、快速增长的市场需求、5G、不断发展的技术、能源和环境生态可持续性问题以及无铅要求,使包括Palomar Technologies在内的许多公司重新审视这些挑战。在我们的案例中,会着重介绍在高温环境下无压烧结的应用,例如在射频功率器件微组装时的应用。

这篇日志也为介绍利用喷射技术完成银烧结做了铺垫。本文将汇总无压银烧结的优点,以及银作为焊料的性能,与传统的金和铅材料进行了对比。

银与铅和金的对比Silver_sintering_blog1

经充分证实,银烧结材料在以下方面的性能超过了铅(Pb):

  1. 作业温度相近于、甚至低于当前的高铅焊料。

  2. 961°C的高熔点,使其可适应高温作业。

  3. 导热系数高于高铅焊料。

  4. 优越的机械和电气性能,显然将成为其他无铅替代品。

黄金因为其特殊的物理属性,历来成为合金材料的首选。然而,价格,可扩展性和可持续性等因素使之无法适用于长远的产业应用。

在这种背景下,无压银烧结与铅和金一样具备良好的经济效益和生产效率,在广泛的应用中表现出无空洞、牢固性、优异的热导率和导电性的优点。银能够将结温(Tj)降低到100℃。在这个过程中,当银材料在最佳条件下被加热时,其形态将从粉末转变为固体结构。与传统焊料相比,这样烧结会更具备可靠性,显著提高了焊料的性能和使用寿命,同时提高了焊料的能效,也减轻了对管壳的压力。

此外,无压烧结工艺还展现了其他一系列的重要优势:

  1. 可在空气中烧结。

  2. 它可以使用与锡膏相同的工具和类似的程序进行点涂;成为可直接“嵌入式”的解决方案。

  3. 无需使用在加压工艺时使用特殊工具,从而避免损坏芯片。

  4. 可有效利用纳米颗粒,增加了表面积覆盖率;更小的颗粒具有更多的自由能,并且需要更少的外部能量来熔合。

  5. 它对大面积芯片有更好的覆盖率。此外,银膏化合物优化了空洞率。

  6. 它的热导率可以与AuSi(金硅)和AuSn(金锡)相匹配。

在下一篇日志中,我们将详细介绍我们在新加坡最新升级的创新实验中心进行的开发工作及成果,即在Palomar 3880全自动装片机中嵌入了武藏高速喷射系统,在一系列测试模具上应用银烧结。值得一提的是,我们知道喷射系统虽然是一种功能强大、用途广泛的工具,但其本身不足以实现具有一致低空洞率及统一厚度的焊接层。因此我们特意开发了一款名为“Fixed BLT”的软件,使一些潜在的问题迎刃而解。成品始终符合严格的工艺规范,出众的平面性和无空洞的烧结,具备卓越的时效性和商业可行性。

了解有关应用于射频功率器件的无压银烧结技术的更多信息,请下载我们的技术文章用于射频功率器件的无压银烧结技术的能源和环境生态可持续性。

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Translated by: Billy Wang
China Sales Manager
Palomar Technologies (SE Asia) Pte Ltd