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利用铜纳米线加速瞬态液相连接
Transient Liquid Phase Bond Acceleration Using Copper Nanowires
| 作者 | John Harris · David Huitink |
| 期刊 | Journal of Electronic Packaging |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 147 卷 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 宽禁带半导体 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 电力电子模块 热管理技术 宽带隙半导体器件 瞬态液相键合 金属间化合物 |
语言:
中文摘要
随着功率电子模块热流密度的增加，现有热管理技术正面临挑战，这主要源于具备优异耐压能力的宽禁带半导体器件的发展。此类器件在适当封装条件下可工作于更高的结温。瞬态液相（TLP）键合可在常规工艺温度下形成高熔点的金属间化合物（IMC）。通过引入铜纳米线，可显著加速铜与锡体系的TLP反应进程，促进均匀、致密IMC层的快速形成，从而提升连接层的热稳定性和可靠性，适用于高温功率模块的封装需求。
English Abstract
Increasing heat flux in power electronics modules is taxing the limits of thermal management technologies. This is the result of wide bandgap semiconductor devices with superior voltage blocking capabilities. These same devices have the capability of operating at elevated junction temperatures when properly packaged. Transient liquid phase (TLP) bonding forms intermetallic compounds (IMC) with high melting temperatures at more conventional processing temperatures. Copper and tin transient liquid
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SunView 深度解读
该铜纳米线加速TLP键合技术对阳光电源功率模块封装具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC/GaN宽禁带器件的高温工作特性（结温可达175-200℃）对芯片贴装层提出严苛要求。传统焊料易产生热疲劳失效，而该技术通过铜纳米线催化可在较低工艺温度下快速形成高熔点Cu-Sn IMC层（熔点>415℃），显著提升功率模块的热循环可靠性和导热性能。可直接应用于PowerTitan储能系统的IGBT/SiC模块封装、车载OBC大功率器件贴装，以及三电平拓扑中关键功率器件的热管理优化，延长产品寿命并提升高温环境适应性。