就在上个月的波士顿 IMAPS 展会上，Sze Pei Lim 和我有机会与 3D InCites 的 Francoise von Trapp 聊了聊，讨论了旨在应对电动交通和电动汽车相关挑战的材料。我们的讨论主要集中在压力银烧结及其在电动汽车中的应用，特别是逆变器组件中使用的电源模块内的芯片连接。播客插曲可通过此链接在 3D InCites 网站上找到。
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电动汽车是一个令人兴奋、快速增长的市场。许多新的汽车制造商正在将电动汽车推向市场。此外，许多历史悠久的内燃机汽车制造商也宣布他们的未来将是电动汽车。电池电动汽车普及的一个潜在障碍（双关语）是 "续航里程焦虑症"，即担心中途电池耗尽，以及为汽车充电所需的时间。在电池电动汽车中，逆变器从电池中提取直流电压并将其转换为交流电压，以驱动推动汽车的电机。电源模块的封装和装配正在不断发展，以适应这一新兴应用的要求。SiC MOSFET 等宽带隙半导体器件正在取代传统的 Si IGBT，因为它们具有更高的热传导率，可以在更高温度下工作而不会降低性能（需要更少的冷却）。在尺寸相同的情况下，这些器件能够输出更高的功率，或在额定功率相似的情况下占用更小的空间。它们也是更快的开关器件，这意味着更高的效率和更快的充电速度。
图 1 - 用于电动汽车逆变器的烧结功率模块示例
为了充分发挥 SiC MOSFET 的优势，芯片连接材料也需要满足系统的要求；这就是压力烧结银的作用所在。压银烧结芯片连接通常在 250°C 左右的温度下进行。然而，银的熔化温度为 961°C，这意味着它可以承受远高于焊料熔点的工作温度，而无需担心。与焊料相比，压力烧结互连还具有更高的导热性和导电性。这些特性使得银烧结裸片连接互连比焊料更高效、散热更有效、更可靠。
InFORCE™MF 是一种新型压力银烧结浆料，用于大功率模块应用中的芯片连接。这种材料采用的方法是，浆料的金属含量非常高（按重量计大于 90%），有机物含量低，配方经过优化，适合印刷。这提供了许多与工艺相关的优势，如出色的印刷、快速的预干燥、烧结过程中较少的材料损耗以及一致的粘结线厚度。有机物含量少意味着烧结后达到目标厚度所需的材料更少，因为烧掉的原始沉积物更少。下图显示了按重量计算的金属负荷百分比与按体积计算的有机物含量之间的近似关系。
图 2 - 按重量计算的银金属含量与按体积计算的 "非银含量 "对比
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