隨著我國新能源汽車、高鐵、城市軌道交通以及智能電網的高速發展，對高壓大功率IGBT模塊的需求日益增長。相較于其他應用領域，車規級 IGBT模塊對產品安全、可靠性提出耐高溫、散熱性優、工作溫度范圍廣、使用壽命長等更高要求。據報道，約70%的IGBT模塊失效歸因于散熱不良引起的鍵合線剝離或熔斷。芯片的散熱主要通過IGBT模塊中的陶瓷基板來實現，其作用是吸收芯片的產熱并傳導至熱沉上，從而實現芯片與外界之間的熱交換。

覆銅陶瓷基板具有與芯片相匹配的熱膨脹系數，兼具出色的導電性能、絕緣性能、以及較高的機械強度。活性金屬釬焊（Active Metal Brazing,AMB）工藝是陶瓷覆銅板金屬化的重要生產工藝之一，主要是通過含有活性元素 Ti、Zr 的活性焊料，與陶瓷反應生成能被液態釬焊料潤濕的反應層，實現氮化硅等陶瓷與金屬銅之間焊接結合。AMB 陶瓷基板具有良好的銅層結合能力、低熱阻、高導熱率和高可靠性，適用于高壓、高電流等大功率半導體的封裝，特別是新能源車中高壓架構和快充模式的場景。

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目前，高可靠 AMB 陶瓷覆銅基板仍舊依賴國外進口，且多數都是整體（即氮化硅陶瓷板），氧銅板以活性釬料焊接好后的 AMB 陶瓷覆銅基板）直接進口，國內部分廠家已實現自主焊接。AMB 陶瓷基板的覆銅工藝存在較大的難度，主要體現在大多數釬料在陶瓷表面難以產生潤濕，因此釬焊材料是關鍵。

銀銅鈦（AgCuTi）活性釬料主要系含活性金屬鈦（Ti）的釬料，是常用的AMB活性焊料之一。AgCuTi 具有良好的潤濕性，能潤濕氧化物、碳化物、氮化物和碳基體。其熔點通常在780-800℃之間，具體取決于確切成分。

Ti 含量的控制是制備銀銅鈦（AgCuTi）活性釬料的關鍵因素之一，主要因為 Ti 含量的增加能夠帶來釬料活性的增加，但同時會帶來更多脆性金屬間化合物的生成從而使釬焊效果下降，且鈦是一種在高溫下非?；顫姷慕饘伲瑯O容易氧化，制備成分均勻的銀銅鈦合金鑄錠及粒度超細的合金粉存在較大技術難度。

通過掌握的核心技術和工藝，將 Ti 含量控制在較好的水平，可制備均勻、一致的銀銅鈦合金鑄錠，通過非接觸真空氣霧化工藝可制備各種要求的粒度超細的金屬合金粉，實現在綜合考慮釬焊工藝和效果以及生產成本的基礎上最大化活性釬料的活度的目的，能在一定程度上有效解決 IGBT 大功率半導體器件的散熱問題。

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當前，用于 AMB 陶瓷基板生產的關鍵材料銀銅鈦（AgCuTi）半導體活性釬料因制備技術限制一直被國外壟斷，主要供應商系東京焊接公司（Tokyo ?Braze），國內目前有浙江亞通新材料股份有限公司等。不過，近年來，我國針對新材料行業頒布了一系列法律法規和行業政策，持續支持新材料行業的研發升級和產業化，大力發展釬焊材料、貴金屬催化劑、高性能金屬合金粉等先進材料行業。我國將有望進一步解決IGBT用銀銅鈦（AgCuTi）等先進材料卡脖子問題。

資料參考：亞通新材招股說明書

原文始發于微信公眾號（艾邦半導體網）：銀銅鈦 (AgCuTi) 為何在IGBT上應用