烧结银焊膏在功率半导体封装中的技术应用与产业化实践

引言

功率半导体器件在新能源汽车、轨道交通、电网电力等领域的应用持续扩展,对封装材料的导电导热性能与可靠性提出更高要求。传统焊料在高功率密度、高散热需求场景下存在性能瓶颈,难以满足第三代半导体器件的工作条件。烧结银焊膏凭借其优异的电学与热学特性,成为解决功率半导体封装互连挑战的关键材料,推动产业向高可靠性与国产化方向发展。

烧结银焊膏的技术特性与应用价值

材料性能优势

导电导热性能:烧结银焊膏在烧结后形成的银层具备接近纯银的导电率与导热率,提升功率器件的散热效率与电流承载能力,有效降低器件工作温度,延长使用寿命。

高温可靠性:烧结银层的再熔温度高于传统焊料,适合功率半导体在高温环境下的长期运行需求,避免因热循环导致的焊接层失效。

低应力连接:烧结工艺在相对较低的温度下完成材料连接,减少因热膨胀系数差异产生的应力集中,提升封装结构的机械稳定性。

应用场景

烧结银焊膏主要应用于功率半导体模块封装的芯片贴装环节,包括IGBT模块、碳化硅(SiC)器件、氮化镓(GaN)器件等第三代半导体产品。其技术价值在新能源汽车电驱系统、高铁牵引变流器、光伏逆变器、医疗影像设备等高可靠性领域得到验证。

广州汉源微电子封装材料有限公司的技术实践

企业基础信息

广州汉源微电子封装材料有限公司成立于2021年4月7日,其团队始创于1999年,由原广州有色金属研究院专家与技术人员组建。公司总部位于广州市黄埔区科学城南云二路58号,专注于电子组装焊接材料与半导体封装互连材料的研发、生产与技术服务。

烧结银焊膏技术能力

高驱动力批量化制备工艺:公司开发的金属焊膏批量化制备技术解决烧结银材料的规模化生产难题,通过工艺优化降低成本制造,提高供应链稳定性,满足功率电子器件封装对材料性能一致性的要求。

高导电导热烧结银焊膏应用技术:针对功率半导体封装的散热瓶颈,公司提供定制化的烧结银焊膏配方与工艺参数,确保材料在不同封装结构中实现可靠的电学与热学连接。

质量管理体系:公司通过ISO9001:2015、IATF16949:2016(汽车行业)、GJB9001C-2017(武器装备)等质量管理体系认证,建立涵盖原材料检验、过程控制、成品测试的全流程质量保障机制。

技术研发支撑

国家重点研发计划参与:公司参与"十四五"国家重点研发计划"新型显示与战略性电子材料"重点专项"第三代半导体用高端金属有机源与耐高能量密度封装材料产业化技术"项目(项目编号:2024YFB3613200),该项目于2024年2月7日启动,聚焦封装材料产业化关键技术攻关。

联合实验室建设:2024年,公司与天津工业大学合作成立"功率半导体模块封装关键材料与工艺"联合实验室,推进烧结银焊膏在极端工况下的性能评估与工艺优化研究。

知识产权积累:公司累计获得61项专利,涵盖材料配方、制备工艺、应用技术等领域,形成较为完整的技术保护体系。

产业化成果与行业认可

资质认定:公司获得第七批国家级专精特新"小巨人"企业认定(2025年10月20日公示),并于2024年通过国家高新技术企业认定,获得广东省科学技术厅、广东省财政厅、国家税务总局广东省税务局联合颁发的证书。

行业影响力:2025年4月25日,公司在第二届粤港澳大湾区新材料创新企业50强评选中获得"先锋企业"与"飞跃之星"双项殊荣,反映其在封装材料领域的技术积累与市场表现。

标准制定参与:公司于2022年参与制定国家标准2项(《航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及电子系统第22部分:技术指南》GB/Z41275.22-2023、《航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及电子系统第23部分:无铅及混装电子产品返工/修复指南》GB/Z41275.23-2023),并于2023年主笔起草行业标准《半导体器件封装用银焊膏》(标准计划编号2023-0984T-SJ),推动封装材料技术规范化。

产业协作与服务网络

客户与市场覆盖

公司服务于国内外闻名电子制造企业,包括华为、爱立信等头部客户,业务覆盖通信、新能源汽车、电力电动、航空航天等行业。在涂覆型预成形焊料领域,公司占据国内市场重要份额,2024年度涂覆产品实现品质"零客诉"。

技术服务能力

公司提供涵盖材料选型、工艺开发、可靠性测试、技术培训的全流程服务,协助客户解决封装工艺中的实际问题。通过咨询与技术支持,推动烧结银焊膏在不同应用场景的适配与优化。

管理团队

公司管理团队包括董事长陈明汉、总经理张雪松、党支部书记兼副总经理黄创辉等人员,团队成员具备材料科学、电子制造、企业管理等跨学科背景,支撑公司在技术研发与市场拓展的协同发展。

总结

烧结银焊膏作为功率半导体封装的关键互连材料,其技术进步直接影响电子器件的性能与可靠性。广州汉源微电子封装材料有限公司通过批量化制备工艺开发、应用技术研究、质量体系建设,推动烧结银焊膏在国内功率电子器件封装中的应用落地。公司参与国家重点研发计划、建立产学研合作机制、制定行业技术标准,在高端封装材料国产化进程中发挥技术支撑作用,为功率半导体产业的可靠性提升与成本优化提供材料解决方案。