大面積無(wú)壓燒結(jié)銀在功率模塊系統(tǒng)性焊接的應(yīng)用

大面積無(wú)壓燒結(jié)銀AS9378作為無(wú)壓燒結(jié)銀技術(shù)的代表性產(chǎn)品，憑借其低溫工藝兼容性、高導(dǎo)熱性、高可靠性及大面積互連能力，已成為功率模塊系統(tǒng)性焊接，尤其是模塊與散熱器連接、芯片與基板互連的關(guān)鍵材料，完美匹配了功率模塊對(duì)高功率密度、低散熱損耗、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的核心需求。

一 AS9378的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)：直擊功率模塊焊接的痛點(diǎn)

功率模塊系統(tǒng)性焊接的核心挑戰(zhàn)在于高功率密度下的熱管理如SiC/GaN芯片的高結(jié)溫需求、大面積互連的均勻性，比如如模塊與散熱器的平面連接及長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性。AS9378的技術(shù)特性恰好解決了這些痛點(diǎn)：

低溫?zé)o壓燒結(jié)工藝：AS9378屬于無(wú)壓燒結(jié)銀膏，燒結(jié)溫度僅需200℃，無(wú)需高壓設(shè)備，兼容現(xiàn)有SMT生產(chǎn)線，大幅降低了生產(chǎn)復(fù)雜度和設(shè)備投資。

高導(dǎo)熱性與低散熱損耗：AS9378燒結(jié)后的銀層導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)200W/m·K，能將功率模塊的結(jié)-殼熱阻降至0.06-0.09K/W，顯著提升散熱效率，支持SiC芯片在175℃以上的高溫環(huán)境穩(wěn)定運(yùn)行。

可靠性與抗疲勞性：AS9378通過(guò)納米銀顆粒的固態(tài)擴(kuò)散形成孔隙率＜5%的致密結(jié)構(gòu)，剪切強(qiáng)度達(dá)45 MPa以上，熱循環(huán)壽命超1000次，能有效避免模塊在功率循環(huán)或溫度沖擊中出現(xiàn)分層、裂紋等失效。

大面積互連能力：AS9378的膏狀形態(tài)適合大面積印刷/涂布，如50×50mm的模塊與散熱器連接，通過(guò)優(yōu)化銀粉分散性和燒結(jié)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)均勻的燒結(jié)層，孔隙率控制＜5%，解決了傳統(tǒng)有壓燒結(jié)在大面積應(yīng)用中的均勻性難題。

二 AS9378在功率模塊系統(tǒng)性焊接中的具體應(yīng)用場(chǎng)景

AS9378的應(yīng)用覆蓋功率模塊從芯片到散熱器的全鏈條互連，核心場(chǎng)景包括：

1模塊與散熱器的連接：系統(tǒng)性焊接的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

功率模塊的散熱器通常為鋁或銅與模塊基板的連接是散熱路徑的最后一環(huán)，其連接質(zhì)量直接決定模塊的散熱效率。AS9378通過(guò)無(wú)壓燒結(jié)工藝，可在200℃下實(shí)現(xiàn)模塊與散熱器的50×50mm大面積均勻連接，燒結(jié)后的銀層導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)200W/m·K，能將模塊的結(jié)-殼熱阻降至0.06-0.09K/W，有效解決高功率密度模塊的散熱瓶頸。

1. 芯片與基板的互連功：率模塊的核心互連

對(duì)于SiC/GaN等寬禁帶半導(dǎo)體芯片，其與DBC陶瓷基板的連接需要高導(dǎo)熱、高可靠的材料。AS9378的低溫?zé)o壓燒結(jié)工藝不會(huì)損傷芯片，且燒結(jié)后的銀層剪切強(qiáng)度達(dá)45MPa以上，能承受芯片的100A/mm2高電流密度和熱應(yīng)力，顯著提升芯片的工作溫度和效率。

3新能源汽車與工業(yè)變頻器的系統(tǒng)性焊接?

在新能源汽車的電驅(qū)系統(tǒng)中，AS9378用于SiC模塊與散熱器的連接，能支持800V高壓平臺(tái)的快充需求，提升續(xù)航里程；在工業(yè)變頻器中，AS9378的＜0.09 K/W低熱阻設(shè)計(jì)可降低散熱成本，提升變頻器的功率密度，相同體積下輸出功率提升30%-50%。

三AS9378的工藝適配性：兼容現(xiàn)有生產(chǎn)線，降低應(yīng)用門檻

AS9378的無(wú)壓燒結(jié)工藝完美適配功率模塊的現(xiàn)有生產(chǎn)線，無(wú)需額外投資高壓設(shè)備或改造生產(chǎn)線：

工藝流程：AS9378的應(yīng)用流程為銀膏印刷→預(yù)烘（120-150℃）→模塊與散熱器貼片→200℃燒結(jié)，與傳統(tǒng)的錫焊工藝高度兼容，只需將回流焊設(shè)備替換為控溫精度±1℃燒結(jié)爐即可。

設(shè)備要求：AS9378的燒結(jié)過(guò)程無(wú)需高壓設(shè)備，只需普通烘箱或燒結(jié)爐，大幅降低了設(shè)備投資。

工藝優(yōu)化：針對(duì)50×50mm的模塊與散熱器大面積互連，AS9378通過(guò)優(yōu)化銀粉分散性和升溫速率，可實(shí)現(xiàn)均勻的燒結(jié)層，孔隙率＜5%，解決了傳統(tǒng)有壓燒結(jié)在大面積應(yīng)用中的均勻性問題。

四 AS9378的實(shí)際應(yīng)用案例：驗(yàn)證其應(yīng)用價(jià)值

AS9378的技術(shù)優(yōu)勢(shì)已在新能源汽車和工業(yè)變頻器中得到驗(yàn)證：

新能源汽車SiC模塊封裝：某頭部新能源汽車廠商采用AS9378作為SiC模塊與散熱器的連接材料，燒結(jié)后的模塊結(jié)-殼熱阻降至0.07K/W，支持175℃的芯片工作溫度，使主驅(qū)逆變器的效率提升5%，續(xù)航里程增加50公里。

工業(yè)變頻器高功率密度應(yīng)用：某工業(yè)變頻器廠商采用AS9378作為1200V/300A IGBT模塊與散熱器的連接材料，燒結(jié)后的模塊功率密度提升30%，散熱成本降低40%，滿足了工業(yè)環(huán)境的高負(fù)荷需求。

總結(jié)：AS9378是功率模塊系統(tǒng)性焊接的理想材料：AS9378作為無(wú)壓燒結(jié)銀技術(shù)的代表性產(chǎn)品，憑借其低溫工藝兼容性、高導(dǎo)熱性、高可靠性及大面積互連能力，已成為功率模塊系統(tǒng)性焊接，尤其是模塊與散熱器連接、芯片與基板互連的關(guān)鍵材料。其在新能源汽車、工業(yè)變頻器中的實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了其在高功率密度、低散熱損耗、長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行方面的優(yōu)勢(shì)。

審核編輯 黃宇