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在此第二篇关于无压银烧结的日志中，我们将详细介绍在新加坡创新实验中心完成的各项研究，旨在将银作为一种有效的无铅焊料，并与黄金同样可行的替代品。在本系列的第1篇中，我们列举了一系列的因素，以确定银焊料在价格、物理性能和应用范围方面的优势。在这里，我们将着重介绍实际应用及其开发的细节。在设备方面，我们使用了Palomar 3880全自动装片机和武藏的高速喷射系统。实验材料采用了GaN芯片（5232.4μm x 876.3μm x 108.4263μm）、2x2英寸金片、银胶和定制的vespel吸嘴。
我们的目标是使用银胶工艺使持续性生产具备可控的，高精度的，统一焊接厚度的（BLT）或“固定高度BLT”的工艺。也就是说，在放置GaN芯片的焊接区域上用银胶烧结出一层均匀的焊层。其过程中的每一步骤都至关重要，即使是细小的偏差也会产生剥离应力，从而降低粘合强度。焊层太厚会导致电阻增加，从而对电气性能产生负面影响。另一方面，过薄的焊层往往会导致焊接产生空隙、导致粘合不足或虚焊，这些都会严重损害产品的持久性能。
更深一步的挑战则是开发“最佳的”焊层厚度。在某种程度上，这一要求取决于粘合剂的类型。在烧结之前，我们以焊层厚度的70%作为起始数值。就实验时所用的材料而言，设定烧结前粘合厚度为50μm，烧结后粘合厚度为30μm。而这些参数是基于所使用的胶水类型由银胶供应商推荐的。在我们的应用过程中，需要将可用银胶的数量与表面之间的间隙及其焊接条件（热和压力）相匹配。通过略微加量以确保缺口被完全填满。早期的试验还发现，如果其中一个粘合物上有一个高点，胶体就会从局部溢出。
下一个关键则是补偿和控制，而补偿和控制又取决于可靠有效的计量结果。测量粘合厚度可以有多种方法，例如，测量粘合后/烧结后的芯片高 
度（使用数字显微镜）和减去芯片厚度（在粘合/预烧结前测量）。高度测量也可以通过焦距变化或三维扫描来确定。无论选择何种仪器，应在不同位置测量粘合层厚度，以评估均匀性。测量的接触高度用于在后参考高度检查之前确定粘合表面的高度。其目的是通过物理测试校准和软件模拟，以便更好地掌握和进一步确保芯片烧结在封装过程的重复一致性。
最后，为了获得精确的、正确的和重复一致性的BLT，需要一个具有良好粗糙度的平整表面。虽然平整和粗糙听起来好像相互矛盾，但事实并非如此。典型的射频基板表面被设计成“粗糙”的，以确保材料能够被均匀、稳固地熔接到电路板上。这些因素中的任何变量不仅会影响测量，还会影响预测的测量高度，最终影响BLT高度本身。总的来说，这些决定了参考高度测量的精度。如上所述，我们使用了镀金板，这是一种常见的测试工具，既能满足我们的需求，又能有效地模拟典型的射频基板。
然而，我们最终发现，喷射式点胶系统单靠自身无法确保固定粘合厚度，也不能达到一致的产能和低空洞率。为此，我们开发了一个Fixed BLT的软件，用于解决这个问题。这是一个重大突破，使这个尝试取得了根本性进展和全面成功。
在下一篇日志中，我们将提供更多关于我们的Fixed BLT软件的介绍，以及喷射点胶系统的属性和优势（与其它工艺过程的对比），然后我们还会分享一些成功案例的细节和图片。
要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。
阅读此日志的第1篇：应用于射频功率器件的无压银烧结技术，4篇之第1篇
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Translated by: Billy Wang
China Sales Manager
Palomar Technologies (SE Asia) Pte Ltd