江苏
现代快报讯（记者 李鸣）在当前国际科技竞争日益激烈的背景下，半导体技术作为关键领域，成为各国角逐的焦点。近日，哈尔滨工业大学（深圳）集成电路学院电子封装团队成功打破技术壁垒，相关研究成果为我国半导体产业的发展注入了强大动力。
随着第三代半导体如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）在高功率器件中的广泛应用，传统封装技术暴露出诸多弊端。热膨胀系数（CTE）失配导致在高温服役时，芯片与封装材料之间产生巨大应力，进而引发焊点开裂等可靠性问题。据统计，热膨胀系数失配导致的焊点开裂占失效案例的25%以上，严重制约了高功率密度、高温服役电子产品的性能提升与广泛应用。
面对这一难题，哈工大（深圳）李明雨、陈宏涛团队提出了纳米铜浆复合三维多孔铜的创新复合结构。团队自主研发的纳米铜浆，更是国内首款可在空气环境下烧结的自还原纳米铜浆。通过创新性地采用有机包覆、羧酸处理、混合还原性有机载体等多元共处理法，巧妙解决了纳米铜浆烧结时极易氧化的行业难题。
与国内外同类产品相比，该纳米铜浆在烧结后孔隙率大幅降低，结合强度显著提升，为功率芯片的可靠连接提供了坚实保障。
同时，团队长期研发的三维多孔铜具有独特优势。其低杨氏模量特性，相比于传统钎料降低了80%，如同“弹簧”一般，在升降温过程中能够有效膨胀收缩，极大地缓释了热应力。而高热导率较传统钎料提升了300%，能快速将芯片产生的热量散发出去，确保芯片在高温环境下稳定工作。这种纳米铜浆复合三维多孔铜的结构，完美实现了“低温连接，高温服役”的目标。不仅避免了连接过程中的高温对芯片造成热损伤，其服役温度相比于传统钎料提升了300℃以上。在热循环寿命测试中，该结构相比于可靠性最为优异的烧结铜提升了三倍以上，从根本上解决了焊料层的热膨胀系数失配和热疲劳问题。
据介绍，该成果的应用前景十分广阔，尤其在新能源汽车领域。这一技术突破为国产新能源汽车的核心竞争力提升提供了有力支撑，助力国产新能源汽车在全球市场的发展。
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