最近，日本量产了一种新材料技术，能够帮助 车规级碳化硅 解决可靠性、高温封装和成本等方面挑战，今年 12月 将 出样 品 。

6月21日，日本松下宣布，他们开发了一种 纳米焊料键合材料 ，可以获得200°C耐热性，实现与银纳米膏相同的键合特性。

键合前后的温度测量结果

据日本NEDO介绍，这些技术是 松下 与日本东北大学、秋田大学、芝浦工业大学等多所大学联合研发。

除了 200°C耐热性 ，这项技术还有3个优势：

1、可以通过 低 温 工艺来键合电子器件，键合时间 更短 ；

2、采用了 超声波空化技术 ，与银烧结工艺相比，能够以更少的电能来获得精细的金属颗粒；

3、更环保，可以减少键合材料制造过程中的二氧化碳排放。

实现这些技术突破的关键在于——利用 固液反应 。

具体来说，松下开发的纳米焊料键合材料是一种复合材料，由 低熔点 金属纳米粒子（直径10微米以下），和 高熔点 金属纳米粒子（直径数百纳米以下）构成。

纳米焊料键合材料反应机理示意图

据介绍，通过引入低温熔融的液相成分，固相的扩散速度会变快，因此就可以在短时间内完成键合反应。

当纳米焊料加热到200℃时，低熔点纳米粒子熔化成液相，此时，高熔点纳米粒子也会扩散成液相。

扩散现象会随时间进行，10分钟后，直到以难熔金属相为基质（构成骨架的成分），形成难熔颗粒分散的结构，整个固液反应就完成了。

连接后的电镜截面照片

据介绍，这是扩散时间大概只有银纳米膏等传统烧结材料的一半左右。

此外，为了制造这种键合材料所需的金属粒子，松下使用了超声波空化设备，通过自上而下的方法从块状金属（纯金属锭）产生金属粒子。通过使用该装置，实现了金属颗粒的 低能耗高效 地生产。

松下表示，他们下一步要提高 器件封装工艺 的便利性，并计划从今年 12 月左右开始出货样品，未来他们还将会把这项技术的应用范围扩大到功率器件以外的需要耐热性的产品领域。