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烧结 电力电子材料——铜的时代来临了吗?

近年来,银烧结 材料在电源模块 组装领域日益流行,特别是在芯片 贴片工艺中。与传统焊料相比,银烧结 具有诸多优势,包括更高的热导率和电导率,这使得设备能在更高的可靠性 下运行,且无需担心熔化问题。烧结芯片 贴片工艺成为主流的一个主要应用 领域是功率模块 用于新能源车 逆变器。

随着新能源车 生产日趋成熟并持续快速增长,潜在的成本削减领域已成为关注焦点。一种可能的成本削减途径是采用铜烧结 材料代替银。鉴于属性 同样优于焊料,与银相比,铜有望提供成本更低的焊接层 解决方案。

现在,人们很容易迅速得出结论:铜的价格远低于银(接近100倍),因此材料成本的节省必定非常可观。然而,事情并非如此简单。与银烧结 不同,铜烧结 材料尚未成熟,也尚未实现能够带来显著价格优势(规模经济)的量产规模。 另一个需要考虑的因素是,由于铜容易氧化,在某些工艺步骤中(包括预干燥、芯片-键合和烧结),必须使用氮气(N2)等保护性环境。这一点,加上工艺时间可能更长,都会增加总体成本。

然而,对于焊接层 ,改用铜质烧结 确实具有明显的优势。这样可以省去在基板/引线框上进行昂贵的镀银工序,并可直接在裸铜或镍表面上烧结 。当前的一个趋势是评估直接在裸铜表面上使用银质烧结 的焊接层 ,这能通过省去表面镀银工序来降低成本。由于需要防止氧化,因此这也是评估铜质烧结 膏体的应用 。

总而言之,铜制烧结 的潜力巨大,且应用 目前已然具备。随着材料和工艺的日趋成熟、规模经济的实现,以及从焊接层 表面去除镀银层能力的提升,从银转为铜所能带来的全部成本节约将得以实现。预计短期内银仍将是烧结 的主导材料,但铜正以迅猛之势迅速崛起!

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