I mí Iúil 2026, tháinig babhta eile d'arduithe praghais ar an tionscal leathsheoltóra cumhachta. Choigeartaigh Infineon a phraghsanna don dara huair, le beagnach 20 monaróir ag leanúint agra, ag síneadh na dtimthriallta seachadta go 40-50 seachtain. Taobh thiar den bhfeiniméan seo tá an fás pléascach ar leathsheoltóirí SiC/GaN tríú glúin i réimsí mar fheithiclí nua fuinnimh, soláthairtí cumhachta HVDC lárionad sonraí AI, agus PCS stórála fuinnimh. Ag glacadh le feithiclí nua fuinnimh 800V mar shampla, tá ráta dul i bhfód an mhargaidh de mhodúil cumhachta SiC os cionn 60%, agus tá an t-éileamh ar sholáthairtí cumhachta ard-dlúis in ionaid sonraí AI ag tiomáint éabhlóid tapa na teicneolaíochta SiC i dtreo teochtaí acomhail níos airde reatha agus níos airde.
However, the high-reliability packaging of SiC power modules is becoming a key bottleneck in the industry chain. The thermal conductivity of traditional soldering processes is approximately 50 W/m·K, with a temperature limit of only 220℃, which can no longer meet the requirements of SiC modules for junction temperatures >175℃ and process temperatures >350℃. Silver sintering technology, with its thermal conductivity >200 W/m·K and temperature resistance >350 céim , ag éirí mar an rogha próiseas príomhshrutha le haghaidh idirnaisc ard-iontaofachta i modúil chumhachta SiC.
I. Bunphrionsabail an tSnáithe Airgid
Go bunúsach is próiseas soladach um nascadh idirleata stáit é shintéiriú airgid. Murab ionann agus -athshreabhadh an leachta sádrála, úsáideann shintéiriú airgid nana-cháithníní airgid (nó micrea-cháithníní airgid) faoi theocht íseal (220-250 céim) agus ardbhrú (20-40MPa) chun meicníocht dlúth fáis mhiotalacha a fhoirmiú idir ciseal idirleata miotail agus ciseal idirleata.
Is féidir an próiseas seo a roinnt i dtrí chéim:
Céim 1: Athshocrú cáithníní. Faoi bhrú, téann cáithníní airgid faoi theagmháil fhisiceach agus athshocrú, rud a chuireann deireadh le porosity tosaigh.
Céim 2: Fás muineál. Idirleata adaimh ag pointí teagmhála na gcáithníní cóngaracha feadh teorainneacha gráin, ag cruthú "muineál," ag méadú go tapa ar an neart nasctha idir cáithníní.
Céim 3: Deireadh a chur le pore. Cruthaíonn idirleathadh leanúnach fás gránach agus crapadh porosity, agus ar deireadh thiar tá ciseal dlúth airgid sintéaraithe mar thoradh air. Tar éis shintéiriú, tá seoltacht theirmeach na ciseal airgid miotail íon, deireadh a chur le friotaíocht teirmeach an ciseal cumaisc intermetallic (IMC) i sádróirí traidisiúnta. Sroicheann an seoltacht theirmeach 200-250 W/m·K, 4-5 huaire níos airde ná an 50 W/m·K de shádróir Snag.
Reliability Verification: After more than 2000 temperature cycling tests (-55℃~200℃), the shear strength of the silver sintered layer remains >15MPa, i bhfad níos mó ná an riachtanas 1000-timthriallta de-grád AEC-Q101 caighdeán feithicleach. Leis an saintréith seo is é sintéiriú airgid an teicneolaíocht idirnasctha is fearr le haghaidh modúil cumhachta príomhthiomáinte feithiclí leictreacha agus feidhmchláir aeraspáis ard-iontaofachta.
II. Dúshláin Próisis agus Príomhtheicneolaíochtaí
In ainneoin na mbuntáistí suntasacha a bhaineann le shintéiriú airgid, tá dúshláin iomadúla os comhair a rialaithe próisis:
1. Rialú Comhionanna Sintering
Uniform sintering of large-area chips (>20×20mm) an príomhdhúshlán. Bíonn tionchar ag airíonna sreabheolaíocha an ghreamú airgid, aonfhoirmeacht an tarchurtha brú, agus an dáileadh réimse teochta ar an gcóimheas neamhní deiridh. 1. Mar thoradh ar dhifríocht dlúis níos mó ná 10% idir imeall sliseanna agus lárionad, beidh tiúchan strus teirmeachmeicniúil, ag luasghéarú teip tuirse ar an gciseal idirnasctha.
2. Meaitseáil Sraithe Miotalúcháin Chomhéadain
Ní mór an difríocht i gcomhéifeacht leathnú teirmeach (CTE) idir ciseal miotalaithe ais an sliseanna (go hiondúil Ag, Al, nó TiN) agus an ciseal airgid sintéaraithe a chúiteamh go beacht trí fhuinneoga próisis. Ag glacadh leis an gcóras Ag/silver sintering/Ni-Au-DBC mar shampla, is iad na CTEanna ná 17, 19, agus 7 ppm/ céim , faoi seach. Ní mór strus teirmeach ag an gcomhéadan a mhaolú trí leas iomlán a bhaint as cuar brú.
3. Rialú Ráta Neamhní
Éilíonn an tionscal go ginearálta ráta neamhní de<5% in the sintered layer (tested according to IPC-A-610), but in actual production, void rate control for large-area chips is a core challenge. Current mainstream solutions include:
Lódáil brú céim ar chéim: Cuar brú dhá chéim a bhaineann le-réamhthéamh ísealbhrú agus sintéiriú ardbhrú ina dhiaidh sin.
Barrfheabhsú foirmlithe nana-ghreamú airgid: Laghdaíonn sé fuinneamh gníomhachtaithe shintéirithe agus feabhsaíonn cinéitic dlúthúcháin.
Ar Líne X{0}}Cigireacht gatha: 100% X-Brath ráta folúis ga, ag tabhairt aiseolais fíor-ama ar stádas próisis.
4. Sineirgíocht tsubstráit ceirmeacha
Tá meaitseáil comhéadan idir foshraitheanna ceirmeacha DBC (Direct Copper Clad) agus AMB (Active Metal Brazing) agus an ciseal sintéaraithe airgid chomh ríthábhachtach céanna. Tá foshraitheanna nítríde sileacain AMB, lena meaitseáil leathnaithe teirmeach den scoth (CTE thart ar 2.5ppm/ céim ), ag athsholáthar an réiteach traidisiúnta AlN-DBC i modúil chumhachta SiC go tapa, ag feabhsú saolré timthriall cumhachta an mhodúil.
III. Críochnaíonn an nasc deiridh i PCBA-le-deireadh a chur le hiontaofacht
Ní hamháin go réitíonn an próiseas shintéirithe airgid an fhadhb idirnasctha ó shlis go dtí an tsubstráit, ach baineann sé freisin leis an deireadh-go-deireadh le hiontaofacht phacáistithe modúl cumhachta → cóimeáil PCBA.
Tar éis don mhodúl cumhachta SiC an shintéiriú agus an idirnascadh a chríochnú, ní mór a nasc leictreach leis an PCB, dearadh bainistíochta teirmeach, agus feistiú meicniúil a chur san áireamh i dtéarmaí iontaofachta leibhéal an chórais:
Dearadh Diomailt Teasa: Ní mór cosán teirmeach éifeachtach a dhearadh faoin gciseal sintéaraithe airgid, chun an slabhra iomlán friotaíochta teirmeach a bharrfheabhsú ó theocht acomhal sliseanna go teocht chomhthimpeallach.
Leagan Amach an tSubstráit: Ní mór ionsamhlú teirmeicniúil a dhéanamh ar struchtúr cruachta an tsubstráit ceirmeach DBC/AMB agus an PCB.
Fuinneog Próiseas Sádrála: Ní mór do phróifílí teochta sádrála reflow an mhodúil agus an PCB teorainn teochta an chiseal sintéaraithe airgid a mheaitseáil.
Cumhdach Coincréite: Ní mór don phróiseas sciath den mhodúl cumhachta comhoiriúnacht dromchla an chiseal airgid a mheas.
