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La sinterización sin presión asistida por radiación infrarroja de plata de tamaño micrométrico para envasado electrónico de potencia

Autores: Song, Renhao; Yuan, Fang; Su, Yue; Wang, Shuo; Zhang, Xu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

La sinterización sin presión asistida por radiación infrarroja de plata de tamaño micrométrico para envasado electrónico de potencia


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Plata
Sinterización
Radiación infrarroja
Conductividad térmica
Conductividad eléctrica
Tiempo de procesamiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los últimos años, la sinterización de plata ha ganado cada vez más atención en el empaquetado electrónico de alta densidad de potencia debido a sus características como un alto punto de fusión y una excelente conductividad térmica y eléctrica. El proceso de sinterización de plata de tamaño micrométrico ofrece un menor costo, pero requiere un tiempo de procesamiento más largo y presión adicional, lo que limita su aplicación. Este artículo presenta un proceso de sinterización de bajo costo que utiliza la radiación infrarroja (IR) como fuente de calor. Al aprovechar las propiedades únicas del IR, el proceso logra un calentamiento selectivo. La energía térmica puede ser absorbida principalmente por las áreas específicas que requieren sinterización. Este enfoque innovador elimina la necesidad de presión externa durante el proceso de sinterización. Esta característica no solo simplifica el proceso en general, sino que también reduce el tiempo de procesamiento necesario para la sinterización. Las uniones de plata obtenidas del proceso de sinterización de IR durante 45 minutos lograron una resistencia promedio al cizallamiento de la pastilla de 38 MPa a una temperatura de 225 grados Celsius, que es mayor que la resistencia de las uniones de plata obtenidas de un proceso de sinterización tradicional durante 2 horas. Además, las uniones de plata sinterizadas con IR tienen una resistividad de 9.83 x 10 Ohm·cm y las imágenes del microscopio electrónico de barrido (SEM) de las uniones revelan que las uniones sinterizadas obtenidas a través del proceso de sinterización de IR presentan menos porosidad en comparación con las uniones obtenidas a través de un proceso de sinterización tradicional. La porosidad de las uniones de plata con IR a 225 grados Celsius es del 6.4% y no cambia incluso después de 3000 ciclos de pruebas de choque térmico, mostrando una excelente confiabilidad. Un dispositivo de potencia GaN que utiliza una unión de plata con IR también tuvo un mejor desempeño en las pruebas de rendimiento térmico y eléctrico, mostrando un potencial prometedor para la aplicación de pasta de microplata en dispositivos electrónicos de potencia.

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