麥德美愛法中國區(qū)EV技術市場經(jīng)理代鵬指出，燒結銀主要應用點在功率電子或者電力電子，但是現(xiàn)在我們所關注的主要的就是汽車和工業(yè)這塊應用。

銀在芯片封裝中是理想的粘接材料，燒結銀和碳化硅的匹配在175度以下是非常安全的結構。

燒結產品在不同碳化硅模塊等級里面的不同應用分為四大塊：第一，芯片的連接。芯片和你底板的連接。第二，芯片頂部的連接。第三，模塊和散熱器的連接。第四，晶圓級的連接。

麥德美愛法生態(tài)系統(tǒng)由產品創(chuàng)新、可靠的伙伴關系和工藝解決方案經(jīng)驗三方面來實現(xiàn)。“我們不僅僅是材料提供商，也是整體解決方案提供商。我們愿意給各位提供碳化硅封裝的所有經(jīng)驗。我們在歐洲、美洲、亞洲有6個實驗室，上海的應用實驗室在今年6月初剛開業(yè)，如果各位對這個感興趣歡迎各位到我們那里參觀，實驗室有完整的整條線的燒結設備和焊接設備。我們這個實驗室就是為了中國碳化硅模塊封裝和中國電動車市場助力的?！?/span>

以下是演講實錄。

代鵬：各位同仁各位專家大家下午好，我是來自于麥德美愛法的代鵬，今天我給大家介紹一下關于碳化硅模塊和電控系統(tǒng)的燒結的解決方案和我們一些新的產品的應用。

我主要介紹幾個部分，第一，介紹一下麥德美愛法公司。第二，介紹一下燒結銀的應用是什么。

碳化硅是一個趨勢，雖然現(xiàn)在還沒有普及，但是我相信到3年后碳化硅產能提升了20~30倍，必然會在功率器件上進行大規(guī)模普及。

既然用到了碳化硅模塊，和碳化硅模塊匹配的一定是燒結銀的應用。燒結銀的應用是怎么一回事，今天我給大家介紹一下。

第三，整個模塊應用當中不僅僅是芯片和AMB基板的連接，還有芯片頂部的相關連接，還有整個模塊和散熱器的連接，我們也有一些新的解決方案，用燒結銀來解決。第四，我們公司給各位搭建的整體生態(tài)系統(tǒng)。

麥德美愛法公司隸屬于ESI集團，ESI我們2020年年銷售額25億美元，利潤是5億美元。我們業(yè)務主要分為兩大塊，第一塊是電子，就是我麥德美愛法的相關生意。還有一塊來自于工業(yè)，包括汽車上的內飾和外飾的電鍍，還有鉆井平臺的涂層，還有一些軟包上的印刷的應用。這是我們根據(jù)應用點分成了不同品牌，我是來自于下面最大的麥德美Alpha，我們還有美德美樂思，美德美水處理，麥德美包裝涂層等等。

接下來介紹一下麥德美Alpha在電子行業(yè)的整體解決方案，Alpha這個公司進入中國很早，差不多有30年時間，我們是伴隨著中國整個電子行業(yè)的發(fā)展一起成長起來的，我們的業(yè)務主要分為三大塊。第一，半導體解決方案。像半導體里面相關的金屬化，還有半導體的銅柱，錫球等等包括今天要談到的燒結銀，還有一些點膠的應用。第二個解決方案就是電子組裝。主要就是相關的焊料，包括錫膏、錫線、助焊劑，還有一些膠水的應用。另外還有PCB這塊的應用，我們提供相關的電鍍藥水、化鍍藥水、OSP、化銀等等應用，這就是整體麥德美愛法給各位提供的解決方案，主要的應用點就是所有和電子與化學品相關的應用點。

接下來介紹一下燒結銀，燒結銀現(xiàn)在主要應用點就是在功率電子或者電力電子的應用點，其實電力電子應用很早之前就有了，包括以前的三極管、二極管這些都是電力電子應用，但是如果用到燒結銀，現(xiàn)在我們所關注的主要的就是汽車和工業(yè)這塊應用。

第一，它的電流需求特別大。第二，功率密度也特別大。第三，電壓也特別高。對整體器件需求提出更高的要求。還有現(xiàn)在碳化硅的應用，碳化硅在傳統(tǒng)應用上大材小用了，一般都會用在高壓高功率的應用上。我介紹一下我們針對電力電子會提供哪些解決方案，分為三大塊。第一，壓力燒結產品，我們的Argomax。這個行業(yè)大家知道如果用到碳化硅，現(xiàn)在都是印刷膏狀的，我們公司除了印刷膏狀的，還有點涂膏狀的，應用點主要就是不平整的平面燒結需求，用印刷工藝必須用到3D印刷，這樣就增加了印刷難度和工藝難度，但是如果點涂就可以很好解決問題。第二，銀膜的方式。銀膜的是最好應用在小批量生產時候容易獲得穩(wěn)定產品質量的方案，現(xiàn)在很多與我們合作的客戶剛開始先用銀膜工藝的，銀膜工藝成功量產后，再看是否選擇其他方案。

第二個就是預成型焊片的解決方案，我們提供各種各樣的，除了傳統(tǒng)的鋅銅的，我們還有六元合金的，還包括錫銻合金以及一些特殊應用點的，我們還有控制芯片焊接厚度的預成型焊片。我們還有一些應用在低壓狀態(tài)下的解決方案，比如像混合燒結、高鉛焊料，還有一些就是混合燒結的和無壓燒結的解決方案都可以提供給各位。我們可以提供給各位功率電子這塊的應用點有很多產品，取決于各位你們有什么樣的需求和我們一起來談，我們會給你們整套的解決方案。

下面我談一下為什么要用到燒結銀，為什么要用到銀這個材質。左邊這幅圖是現(xiàn)在用到的芯片粘接材料的對比，第一個是純銀，第二個是高鉛焊料，功率電子里面已經(jīng)用了超過30年了，特別是在三極管、MOSFET這樣的應用上，基本上都是用高鉛的，熔點在280—300度，導熱系數(shù)26 W/m.k，銀鋼就完全不一樣了。還有鋅銅的焊料，220度左右，導熱系數(shù)是55 W/m.k。除此之外在高功率的應用里還有一塊用得比較多的是軍工和高功率LED上，用的金錫合金，導熱系數(shù)57 W/m.k。我們提供的燒結銀是一個純銀結構，只是它是類似于陶瓷的多孔狀結構，熔點是962度，導熱系數(shù)是200—300 W/m.k之間，取決于你的工藝控制多孔的孔隙率。右邊這幅圖，我們知道假設現(xiàn)在用到了碳化硅以后大家都想把自己的結溫進一步提升，原來硅基的結溫125度就夠了，但是現(xiàn)在大家希望把結溫提高到175度，甚至提高到200度。碳化硅沒有問題，但是碳化硅周圍和它連接的這些材料可能就會遇到問題。我們可以看到如果SAC305的焊料，當它的工作溫度達到175度，已經(jīng)接近熔點的75%了，這個情況下從材料學角度來說沒有工程強度。如果燒結銀，可以看到當它的工作溫度達到175度的時候，只是熔點的20%，還有很遠的距離。這樣燒結銀和碳化硅的匹配在175度以下是非常安全的結構。

接下來介紹一下燒結銀的原理，大家都在說燒結，燒結銀的原理是什么呢。其實很簡單，幾千年前老祖宗就做過了，陶瓷燒結的原理。

有兩個關鍵詞，第一，表面自由能驅動。第二，固體表面擴散。即使是固體，也會進行一些擴散，當兩個金屬長時間合在一起的時候，一定溫度下，擴散會結合在一起的，但時間要足夠長。我們陶瓷也是這樣的，陶土顆粒和水混合在一起形成你要的形狀，在800—1000度的溫度下，陶土之間的顆粒進行相互之間的結合，最后形成了陶瓷的結構。燒結銀，就是把你的陶土顆粒變成了銀顆粒，然后里面的水變成現(xiàn)在的溶劑，一定溫度和壓力燒結情況下，能讓銀顆粒進行固體之間的擴散，最后就形成這樣一個微觀的多孔狀的結構，宏觀上看不到，類似于比如家里碗摔碎了，宏觀上很難看到一個空洞，但是微觀上是多孔狀的結構，因為固體擴散沒有辦法完全填空到微孔的位置上。因為我們用了燒結銀的結構，所以現(xiàn)在主流的碳化硅模塊的應用都和我們有相關的銀燒結項目。要談到解決方案，其實就談到了工藝。

接下來給各位看一下我們燒結銀所對應的工藝。剛才我說了我們燒結銀有膏狀、點涂、印刷、膜狀的，我們這邊工藝有很多種工藝匹配，對應不同的產品。比如左上的就是膜的工藝，只需要一臺貼片機加壓力設備就可以完成了。在晶圓級的連接上我們有相關解決方案，如果貴公司既有晶圓的生產又有封裝的制造，晶圓上直接把我的的硬膜貼上去，后面做封裝簡單很多，效率也高很多，問題也少很多。我們有這么多不同的產品，當你做到一定工藝以后最后表現(xiàn)出來的結果都是一致的。

接下來談到今天的重點，燒結產品在不同碳化硅模塊等級里面的不同應用。

我們把不同等級分為四大塊，第一，芯片的連接。芯片和底板的連接。第二，芯片頂部的連接。第三，模塊和散熱器的連接。我們知道國外有些公司這塊已經(jīng)做得非常好了，但是中國大部分公司在這塊還是剛剛起步。

我談一下芯片和基板的連接。

我們所對應的解決方案，第一，燒結銀膏，包括點涂、印刷、噴印的，還有各種等級的銀膜，還有混合燒結的也是可以用的，還有焊片的應用。在芯片和底板燒結的工藝當中，首先就是銀膜工藝，如果以前沒有做過燒結銀的模塊封裝，可能剛開始想試試燒結銀的模塊，推薦各位做銀膜的工藝，因為這個工藝最簡單，而且工藝窗口也最寬泛，大家操控起來比較容易。當你的產品已經(jīng)做到穩(wěn)定了小批量了，可能做了很多批，很容易產品就穩(wěn)定制造了。燒結銀膏既有印刷的又有點涂的，也有干法工藝和濕法工藝。干法工藝、點涂或印刷以后會先做一次烘干，做完烘干以后再把芯片貼上去再做壓力燒結。這個工藝，對印刷的工藝要求很高，同時設備投資很貴，你做貼片的時候那個設備是并非普通貼片設備。還有一種工藝就是濕法工藝，芯片印刷完或點涂完以后先做貼片，這樣印刷或者點涂的不良可以很好地避免。然后再做烘干，再做燒結，這種工藝好處就是整個設備投資相對比較少，線平衡也會做得更流暢一些。但是也有缺點，對材料和工藝的要求特別高。

這是用膜的工藝，我們新開發(fā)的一款工藝，大家用膜的時候對燒結銀的應用不是很熟悉，特別是量產的時候，工藝穩(wěn)定性欠缺。我們針對你們現(xiàn)在遇到的用膜的問題，專門做到了把膜直接切割成你芯片的尺寸，在你做貼膜的時候你的速度會更快，因為不需要再做切膜工藝，同時效率更高，膜的覆蓋也會更均勻更穩(wěn)定。它能兼容不同的工藝應用，當你上量的時候用AccuLam膜的工藝，對各位是非常友好的工藝選擇。

除了膜的工藝，還有焊料的介紹。焊料當中加入了金屬絲，目的就是控制芯片和基板之間的間距，焊接焊料總歸會熔化后變成液態(tài)，芯片有時候會有下沉和偏移的問題，打線工藝的時候有風險把芯片打碎。如果用了我們這樣帶金屬絲的預成型焊片，芯片就能和基板控制的焊接非常穩(wěn)定，打線不良率大幅度降低。右邊這幅圖我們能把BLT在100微米的厚度下尺寸控制在10微米以內，這是非常難得的控制，傳統(tǒng)焊片是沒有辦法做到這么精準控制的。

接下來介紹一個頂部連接，頂部連接這塊大部分材料和我們剛才說的燒結銀的銀膏、銀膜、混合燒結這些都是可以用的，但是傳統(tǒng)的工藝在在做芯片頂部連接時總會遇到一些局限。但是現(xiàn)在我們專門開發(fā)出了一款AccuTak，預成型的銀膜，根據(jù)你的尺寸把這個銀膜切割好了以后，在銀膜上附上一層保護膜，類似于我們的雙面膠結構。貼到芯片頂部，后面的工藝就會非常容易實現(xiàn)，可以看到吸嘴把預成型的AccuTak的銀膜吸起來，貼到你要的芯片頂部，一定工藝溫度下保護膜自動脫落，再把你要做的頂部散熱板或引線框架貼到燒結銀膜上，再進行壓力燒結，就可以很好地解決碳化硅用現(xiàn)有工藝的大規(guī)模生產問題。

接下來談一下模塊連接的解決方案。我們提供的產品主要是燒結銀膏、燒結預成型銀片、預成型焊片。這個工藝主要都是銀膏，因為用銀膜的話銀膜太薄了，銀塊燒結這么大的面積，熱膨脹系數(shù)不一樣，很容易承受不住，要用厚一點的銀膏才能解決連接問題。我們可以用濕法燒結或者干法燒結的工藝，這樣你的工藝選擇就會比較多，取決于你這個模塊和散熱器連接的時候是一個平面還是不是一個平面，如果一個平面用印刷就可以解決，如果不是一個平面建議用點涂的方式做，可以大幅度提高你的質量。

最左邊這幅圖大家已經(jīng)看到這就是某家公司已經(jīng)非常成熟的量產的模塊燒結的工藝，第二個就是HPD這種模塊，和下面的散熱器連接。第三個就是DSC雙面水冷工藝。我們現(xiàn)在已經(jīng)做到了大面積的燒結，50*50mm面積用濕法燒結都沒有問題。進行-40度到125度冷熱沖擊循環(huán)，基本上看不到任何開裂的表現(xiàn)。

接下來介紹一下我們公司整體的關于燒結應用的生態(tài)系統(tǒng)。

首先最主要的也是最關鍵的東西就是要有產品。我們針對整個碳化硅的封裝和模塊組裝有燒結、焊接等不同產品解決方案。

第二，我們的燒結銀選用了納米結構的，可以增加它的燒結強度。還有我們燒結銀在行業(yè)里面無論中國還是國外有超過5年的量產經(jīng)驗。如果各位有任何碳化硅封裝方案，可以和我們溝通，我們也可以提供我們解決方案經(jīng)驗。還有我們整個燒結銀的生產都是我們全自主產業(yè)鏈自主可控的。從粉制造、銀膏制造、銀膜制造都是我們自己完成的。

第三，我們供應鏈有可靠的合作伙伴，我們只是一個材料供應商，現(xiàn)在碳化硅的工藝和設備、材料、測試總體配合的，我們現(xiàn)在和主流的燒結設備供應商比如Boschman, AMX, ASM等有大量合作，我們上海成立的實驗室很多設備都有，我們和Infotech和Besi有貼片相關的合作，和Pink有真空焊接相關的合作。

還有工藝，我們不僅僅是材料提供商，我們也是整體解決方案提供商。我們愿意給各位提供碳化硅封裝的所有經(jīng)驗，我們在歐洲、美洲、亞洲有6個實驗室，上海的應用實驗室在今年6月初剛開業(yè)，如果各位對這個感興趣歡迎各位到我們那里參觀，我們這個實驗室就是為了中國碳化硅模塊封裝和中國電動車市場助力的。我們的實驗室有完整的整條線的燒結設備和焊接設備。

這就是我今天的介紹，謝謝。

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