中国粉体网讯 随着SiC、GaN等宽禁带半导体技术快速成熟，新能源汽车电控、光伏逆变器、轨道交通牵引变流器等领域的功率器件正向高功率密度、高工作温度方向升级。传统锡基焊料的耐温上限、长期抗热疲劳性能已无法满足高功率器件的运行要求，银、铜低温烧结互连技术凭借“低温烧结成型、高温长期服役”的核心优势，成为下一代功率器件封装的关键技术路线。
但产业化落地过程中，银烧结材料成本高、需加压工艺适配性差，铜烧结粉体易氧化、焊膏储存稳定性不足、空气环境烧结难度大等问题，始终制约着相关技术的规模化推广。中山大学材料学院李财富副教授团队长期围绕高功率电子器件的互连材料与界面科学开展研究，在银、铜焊膏配方设计、烧结工艺调控、界面可靠性优化方向形成了系列自主成果，并已完成功率器件封装的实际应用验证。
传统封装互连材料的性能边界
高功率器件长期在高温、高电压、大电流工况下运行，对芯片与基板之间互连层的热导率、电导率、耐温性能和长期可靠性提出了极高要求。传统锡基焊料的熔点约220℃，实际长期工作温度通常不超过150℃，当SiC器件工作温度提升至200℃以上时，焊层易发生热疲劳、蠕变，导致器件散热效率下降、寿命缩短，已成为制约宽禁带器件性能发挥的材料瓶颈。
烧结银技术凭借远高于锡焊料的导电、导热性能与耐温能力，是目前高功率器件封装的主流升级方向，但传统烧结银工艺普遍需要施加数兆帕的压力才能实现致密连接，不仅设备投入高，也难以适配大尺寸、异形结构的功率器件封装；同时银材料成本高、长期服役存在银离子迁移的可靠性隐患，行业一直朝着低温无压烧结、缩短工艺周期、降低银用量的方向持续迭代。
相比银烧结，铜材料的成本仅为银的几十分之一，导电导热性能与银接近，抗电迁移能力更强，是极具潜力的下一代互连材料。但铜粉极易氧化，表面氧化膜会大幅降低烧结活性，传统铜烧结工艺不仅要求焊膏全程隔绝氧气储存，烧结过程也必须在高纯氮气甚至真空气氛中完成，设备成本高、量产适配性差，如何解决铜粉抗氧化性、提升焊膏储存稳定性、实现空气环境下的可靠烧结，是铜烧结技术产业化的核心卡点。
银/铜烧结技术的核心研究方向
围绕上述行业痛点，李财富教授团队的研究覆盖银、铜两类烧结材料的关键技术环节：
在银烧结方向，团队聚焦低温无压烧结银焊膏开发，从银颗粒的形貌设计、烧结动力学调控入手，通过优化有机载体体系，实现银粉在更低温度、无外加压力条件下的致密连接，缩短烧结工艺周期，同时通过界面组织调控，提升烧结接头与不同金属基板的结合强度，优化高温长期服役下的可靠性，在保障互连性能的前提下尽可能降低银材料用量，平衡性能与成本。
在铜烧结方向，团队重点开发自还原铜焊膏技术，通过在焊膏体系中引入原位还原机制，解决铜粉在储存和烧结过程中的氧化问题：一方面提升铜焊膏在常规储存条件下的稳定性，延长货架期；另一方面实现空气环境下的烧结连接，无需全程高纯惰性气体保护，大幅降低铜烧结工艺的设备投入与生产成本，推动铜互连技术从实验室走向量产。
面向功率器件的落地验证
技术开发的最终目标是适配实际器件封装需求。团队将自主研发的低温无压烧结银焊膏、自还原铜焊膏，在T-PAK功率器件封装平台开展了完整的工艺验证与器件性能测试，从印刷、烧结到界面可靠性测试全流程打通，验证了自主材料与现有功率器件封装产线的适配性，为高功率器件封装环节的国产互连材料替代提供了经过实际器件验证的技术方案。
随着国内新能源汽车、光伏、工业变频等产业对高功率器件需求的持续增长，高可靠性、低成本的国产烧结互连材料，是打破海外材料垄断、降低封装成本的关键支撑。李财富团队从基础的粉体特性、烧结行为、界面调控出发，面向实际器件封装的应用场景做技术开发，其研究成果既具备学术深度，也贴合产业端的真实量产需求。
2026年11月12日，中国粉体网将在江苏·苏州举办“2026半导体与电子用高纯金属粉体技术大会”。届时，我们邀请到中山大学李财富副教授出席本次大会并作题为《高功率电子互连材料与技术》的报告，李财富副教授将结合在微电子封装界面方向的长期积累，分享低温无压烧结银膏、自还原铜膏的技术突破与T-PAK功率器件的封装验证经验，为高功率器件互连材料的国产化落地提供实践参考。
嘉宾简介：
李财富，中山大学材料学院“百人计划”副教授、博士生导师，Rare Metals期刊青年编委，深圳市海外高层次人才，曾在日本大阪大学从事科研工作。长期从事微电子封装材料与界面科学研究，重点围绕高功率电子器件用银、铜焊膏及烧结互连技术，在材料设计、烧结工艺、界面调控及可靠性等方面取得系列成果；主持国家自然科学基金等科研项目10余项，发表学术论文60余篇，授权国家专利10余项，相关研究成果曾获CCTV-2《经济半小时》专题报道。
参考来源：
中山大学官网、中国粉体网
（中国粉体网编辑整理/留白）
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