麦德美爱法中国区EV技术市场经理代鹏指出，烧结银主要应用点在功率电子或者电力电子，但是现在我们所关注的主要的就是汽车和工业这块应用。

银在芯片封装中是理想的粘接材料，烧结银和碳化硅的匹配在175度以下是非常安全的结构。

烧结产品在不同碳化硅模块等级里面的不同应用分为四大块：第一，芯片的连接。芯片和你底板的连接。第二，芯片顶部的连接。第三，模块和散热器的连接。第四，晶圆级的连接。

麦德美爱法生态系统由产品创新、可靠的伙伴关系和工艺解决方案经验三方面来实现。“我们不仅仅是材料提供商，也是整体解决方案提供商。我们愿意给各位提供碳化硅封装的所有经验。我们在欧洲、美洲、亚洲有6个实验室，上海的应用实验室在今年6月初刚开业，如果各位对这个感兴趣欢迎各位到我们那里参观，实验室有完整的整条线的烧结设备和焊接设备。我们这个实验室就是为了中国碳化硅模块封装和中国电动车市场助力的。”

以下是演讲实录。

代鹏：各位同仁各位专家大家下午好，我是来自于麦德美爱法的代鹏，今天我给大家介绍一下关于碳化硅模块和电控系统的烧结的解决方案和我们一些新的产品的应用。

我主要介绍几个部分，第一，介绍一下麦德美爱法公司。第二，介绍一下烧结银的应用是什么。

碳化硅是一个趋势，虽然现在还没有普及，但是我相信到3年后碳化硅产能提升了20~30倍，必然会在功率器件上进行大规模普及。

既然用到了碳化硅模块，和碳化硅模块匹配的一定是烧结银的应用。烧结银的应用是怎么一回事，今天我给大家介绍一下。

第三，整个模块应用当中不仅仅是芯片和AMB基板的连接，还有芯片顶部的相关连接，还有整个模块和散热器的连接，我们也有一些新的解决方案，用烧结银来解决。第四，我们公司给各位搭建的整体生态系统。

麦德美爱法公司隶属于ESI集团，ESI我们2020年年销售额25亿美元，利润是5亿美元。我们业务主要分为两大块，第一块是电子，就是我麦德美爱法的相关生意。还有一块来自于工业，包括汽车上的内饰和外饰的电镀，还有钻井平台的涂层，还有一些软包上的印刷的应用。这是我们根据应用点分成了不同品牌，我是来自于下面最大的麦德美Alpha，我们还有美德美乐思，美德美水处理，麦德美包装涂层等等。

接下来介绍一下麦德美Alpha在电子行业的整体解决方案，Alpha这个公司进入中国很早，差不多有30年时间，我们是伴随着中国整个电子行业的发展一起成长起来的，我们的业务主要分为三大块。第一，半导体解决方案。像半导体里面相关的金属化，还有半导体的铜柱，锡球等等包括今天要谈到的烧结银，还有一些点胶的应用。第二个解决方案就是电子组装。主要就是相关的焊料，包括锡膏、锡线、助焊剂，还有一些胶水的应用。另外还有PCB这块的应用，我们提供相关的电镀药水、化镀药水、OSP、化银等等应用，这就是整体麦德美爱法给各位提供的解决方案，主要的应用点就是所有和电子与化学品相关的应用点。

接下来介绍一下烧结银，烧结银现在主要应用点就是在功率电子或者电力电子的应用点，其实电力电子应用很早之前就有了，包括以前的三极管、二极管这些都是电力电子应用，但是如果用到烧结银，现在我们所关注的主要的就是汽车和工业这块应用。

第一，它的电流需求特别大。第二，功率密度也特别大。第三，电压也特别高。对整体器件需求提出更高的要求。还有现在碳化硅的应用，碳化硅在传统应用上大材小用了，一般都会用在高压高功率的应用上。我介绍一下我们针对电力电子会提供哪些解决方案，分为三大块。第一，压力烧结产品，我们的Argomax。这个行业大家知道如果用到碳化硅，现在都是印刷膏状的，我们公司除了印刷膏状的，还有点涂膏状的，应用点主要就是不平整的平面烧结需求，用印刷工艺必须用到3D印刷，这样就增加了印刷难度和工艺难度，但是如果点涂就可以很好解决问题。第二，银膜的方式。银膜的是最好应用在小批量生产时候容易获得稳定产品质量的方案，现在很多与我们合作的客户刚开始先用银膜工艺的，银膜工艺成功量产后，再看是否选择其他方案。

第二个就是预成型焊片的解决方案，我们提供各种各样的，除了传统的锌铜的，我们还有六元合金的，还包括锡锑合金以及一些特殊应用点的，我们还有控制芯片焊接厚度的预成型焊片。我们还有一些应用在低压状态下的解决方案，比如像混合烧结、高铅焊料，还有一些就是混合烧结的和无压烧结的解决方案都可以提供给各位。我们可以提供给各位功率电子这块的应用点有很多产品，取决于各位你们有什么样的需求和我们一起来谈，我们会给你们整套的解决方案。

下面我谈一下为什么要用到烧结银，为什么要用到银这个材质。左边这幅图是现在用到的芯片粘接材料的对比，第一个是纯银，第二个是高铅焊料，功率电子里面已经用了超过30年了，特别是在三极管、MOSFET这样的应用上，基本上都是用高铅的，熔点在280—300度，导热系数26 W/m.k，银钢就完全不一样了。还有锌铜的焊料，220度左右，导热系数是55 W/m.k。除此之外在高功率的应用里还有一块用得比较多的是军工和高功率LED上，用的金锡合金，导热系数57 W/m.k。我们提供的烧结银是一个纯银结构，只是它是类似于陶瓷的多孔状结构，熔点是962度，导热系数是200—300 W/m.k之间，取决于你的工艺控制多孔的孔隙率。右边这幅图，我们知道假设现在用到了碳化硅以后大家都想把自己的结温进一步提升，原来硅基的结温125度就够了，但是现在大家希望把结温提高到175度，甚至提高到200度。碳化硅没有问题，但是碳化硅周围和它连接的这些材料可能就会遇到问题。我们可以看到如果SAC305的焊料，当它的工作温度达到175度，已经接近熔点的75%了，这个情况下从材料学角度来说没有工程强度。如果烧结银，可以看到当它的工作温度达到175度的时候，只是熔点的20%，还有很远的距离。这样烧结银和碳化硅的匹配在175度以下是非常安全的结构。

接下来介绍一下烧结银的原理，大家都在说烧结，烧结银的原理是什么呢。其实很简单，几千年前老祖宗就做过了，陶瓷烧结的原理。

有两个关键词，第一，表面自由能驱动。第二，固体表面扩散。即使是固体，也会进行一些扩散，当两个金属长时间合在一起的时候，一定温度下，扩散会结合在一起的，但时间要足够长。我们陶瓷也是这样的，陶土颗粒和水混合在一起形成你要的形状，在800—1000度的温度下，陶土之间的颗粒进行相互之间的结合，最后形成了陶瓷的结构。烧结银，就是把你的陶土颗粒变成了银颗粒，然后里面的水变成现在的溶剂，一定温度和压力烧结情况下，能让银颗粒进行固体之间的扩散，最后就形成这样一个微观的多孔状的结构，宏观上看不到，类似于比如家里碗摔碎了，宏观上很难看到一个空洞，但是微观上是多孔状的结构，因为固体扩散没有办法完全填空到微孔的位置上。因为我们用了烧结银的结构，所以现在主流的碳化硅模块的应用都和我们有相关的银烧结项目。要谈到解决方案，其实就谈到了工艺。

接下来给各位看一下我们烧结银所对应的工艺。刚才我说了我们烧结银有膏状、点涂、印刷、膜状的，我们这边工艺有很多种工艺匹配，对应不同的产品。比如左上的就是膜的工艺，只需要一台贴片机加压力设备就可以完成了。在晶圆级的连接上我们有相关解决方案，如果贵公司既有晶圆的生产又有封装的制造，晶圆上直接把我的的硬膜贴上去，后面做封装简单很多，效率也高很多，问题也少很多。我们有这么多不同的产品，当你做到一定工艺以后最后表现出来的结果都是一致的。

接下来谈到今天的重点，烧结产品在不同碳化硅模块等级里面的不同应用。

我们把不同等级分为四大块，第一，芯片的连接。芯片和底板的连接。第二，芯片顶部的连接。第三，模块和散热器的连接。我们知道国外有些公司这块已经做得非常好了，但是中国大部分公司在这块还是刚刚起步。

我谈一下芯片和基板的连接。

我们所对应的解决方案，第一，烧结银膏，包括点涂、印刷、喷印的，还有各种等级的银膜，还有混合烧结的也是可以用的，还有焊片的应用。在芯片和底板烧结的工艺当中，首先就是银膜工艺，如果以前没有做过烧结银的模块封装，可能刚开始想试试烧结银的模块，推荐各位做银膜的工艺，因为这个工艺最简单，而且工艺窗口也最宽泛，大家操控起来比较容易。当你的产品已经做到稳定了小批量了，可能做了很多批，很容易产品就稳定制造了。烧结银膏既有印刷的又有点涂的，也有干法工艺和湿法工艺。干法工艺、点涂或印刷以后会先做一次烘干，做完烘干以后再把芯片贴上去再做压力烧结。这个工艺，对印刷的工艺要求很高，同时设备投资很贵，你做贴片的时候那个设备是并非普通贴片设备。还有一种工艺就是湿法工艺，芯片印刷完或点涂完以后先做贴片，这样印刷或者点涂的不良可以很好地避免。然后再做烘干，再做烧结，这种工艺好处就是整个设备投资相对比较少，线平衡也会做得更流畅一些。但是也有缺点，对材料和工艺的要求特别高。

这是用膜的工艺，我们新开发的一款工艺，大家用膜的时候对烧结银的应用不是很熟悉，特别是量产的时候，工艺稳定性欠缺。我们针对你们现在遇到的用膜的问题，专门做到了把膜直接切割成你芯片的尺寸，在你做贴膜的时候你的速度会更快，因为不需要再做切膜工艺，同时效率更高，膜的覆盖也会更均匀更稳定。它能兼容不同的工艺应用，当你上量的时候用AccuLam膜的工艺，对各位是非常友好的工艺选择。

除了膜的工艺，还有焊料的介绍。焊料当中加入了金属丝，目的就是控制芯片和基板之间的间距，焊接焊料总归会熔化后变成液态，芯片有时候会有下沉和偏移的问题，打线工艺的时候有风险把芯片打碎。如果用了我们这样带金属丝的预成型焊片，芯片就能和基板控制的焊接非常稳定，打线不良率大幅度降低。右边这幅图我们能把BLT在100微米的厚度下尺寸控制在10微米以内，这是非常难得的控制，传统焊片是没有办法做到这么精准控制的。

接下来介绍一个顶部连接，顶部连接这块大部分材料和我们刚才说的烧结银的银膏、银膜、混合烧结这些都是可以用的，但是传统的工艺在在做芯片顶部连接时总会遇到一些局限。但是现在我们专门开发出了一款AccuTak，预成型的银膜，根据你的尺寸把这个银膜切割好了以后，在银膜上附上一层保护膜，类似于我们的双面胶结构。贴到芯片顶部，后面的工艺就会非常容易实现，可以看到吸嘴把预成型的AccuTak的银膜吸起来，贴到你要的芯片顶部，一定工艺温度下保护膜自动脱落，再把你要做的顶部散热板或引线框架贴到烧结银膜上，再进行压力烧结，就可以很好地解决碳化硅用现有工艺的大规模生产问题。

接下来谈一下模块连接的解决方案。我们提供的产品主要是烧结银膏、烧结预成型银片、预成型焊片。这个工艺主要都是银膏，因为用银膜的话银膜太薄了，银块烧结这么大的面积，热膨胀系数不一样，很容易承受不住，要用厚一点的银膏才能解决连接问题。我们可以用湿法烧结或者干法烧结的工艺，这样你的工艺选择就会比较多，取决于你这个模块和散热器连接的时候是一个平面还是不是一个平面，如果一个平面用印刷就可以解决，如果不是一个平面建议用点涂的方式做，可以大幅度提高你的质量。

最左边这幅图大家已经看到这就是某家公司已经非常成熟的量产的模块烧结的工艺，第二个就是HPD这种模块，和下面的散热器连接。第三个就是DSC双面水冷工艺。我们现在已经做到了大面积的烧结，50*50mm面积用湿法烧结都没有问题。进行-40度到125度冷热冲击循环，基本上看不到任何开裂的表现。

接下来介绍一下我们公司整体的关于烧结应用的生态系统。

首先最主要的也是最关键的东西就是要有产品。我们针对整个碳化硅的封装和模块组装有烧结、焊接等不同产品解决方案。

第二，我们的烧结银选用了纳米结构的，可以增加它的烧结强度。还有我们烧结银在行业里面无论中国还是国外有超过5年的量产经验。如果各位有任何碳化硅封装方案，可以和我们沟通，我们也可以提供我们解决方案经验。还有我们整个烧结银的生产都是我们全自主产业链自主可控的。从粉制造、银膏制造、银膜制造都是我们自己完成的。

第三，我们供应链有可靠的合作伙伴，我们只是一个材料供应商，现在碳化硅的工艺和设备、材料、测试总体配合的，我们现在和主流的烧结设备供应商比如Boschman, AMX, ASM等有大量合作，我们上海成立的实验室很多设备都有，我们和Infotech和Besi有贴片相关的合作，和Pink有真空焊接相关的合作。

还有工艺，我们不仅仅是材料提供商，我们也是整体解决方案提供商。我们愿意给各位提供碳化硅封装的所有经验，我们在欧洲、美洲、亚洲有6个实验室，上海的应用实验室在今年6月初刚开业，如果各位对这个感兴趣欢迎各位到我们那里参观，我们这个实验室就是为了中国碳化硅模块封装和中国电动车市场助力的。我们的实验室有完整的整条线的烧结设备和焊接设备。

这就是我今天的介绍，谢谢。

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