随着电力电子装备向高功率密度、高效率和高可靠性发展,先进封装互连正在成为功率模块性能与可靠性的重要一环。近日,清连科技以大面积铜烧结材料、工艺与设备系统解决方案配合客户完成固态变压器(SST) A 样交付,为后续验证与方案优化提供了新的工艺基础。

图 1 SST 应用场景示意
一、SST 对功率模块互连提出更高要求
固态变压器是一类基于电力电子变换实现电压变换与电能调控的装备,可应用于新能源并网、储能、数据中心供电、充电基础设施及配电系统等场景。与传统工频变压器相比,SST 通过功率变换环节实现更灵活的电能管理,也对功率器件和封装提出了更高要求。
在高功率运行条件下,功率模块需要面对持续热负荷、温度循环、电流冲击及长期运行带来的可靠性挑战。芯片、基板、散热器之间的连接材料和工艺,既要满足导热、导电需求,也要兼顾连接强度、热机械可靠性及工艺一致性。
因此,功率模块的性能不只取决于芯片本身,也与封装互连材料、结构设计和制造过程密切相关。

图 2 纳米铜烧结互连在功率模块内部应用示意
二、材料、工艺与设备协同,提供系统解决方案
纳米铜具有良好的导热与导电性能。通过烧结形成铜基连接层,是功率电子封装中值得关注的互连技术方向之一。对于较大连接面积的应用,工艺需要在材料铺展、厚度与均匀性、界面结合、孔隙控制以及过程稳定性之间取得平衡。
清连科技围绕大面积铜烧结开展工艺开发,重点关注以下四个方面:
· 大面积成形与均匀性:关注烧结区域内连接层的一致性;
· 界面结合与结构完整性:关注连接层与相邻材料之间的结合状态;
· 工艺适配性:根据客户的结构设计和制造流程进行协同验证;
· 产品一致性:为后续测试和工艺迭代提供稳定的产品基础。

图 3 大面积烧结铜烧结互连材料与设备
三、大面积铜烧结技术持续推进产业化
从大面积铜烧结技术全球首发,到车规级方案实现量产并获得客户认可,再到以材料、工艺与设备系统解决方案配合客户完成 SST交付,清连科技持续推进铜烧结技术与装备的协同应用。
未来,清连科技将继续围绕功率电子封装需求,与产业伙伴开展技术协同和应用验证,推动大面积铜烧结解决方案在更多场景中落地。