10月17日，南都N視頻記者獲悉，哈爾濱工業大學（深圳）集成電路學院電子封裝團隊，憑借多年的深耕與鉆研，研發出了納米銅漿復合三維多孔銅的創新復合結構，成功打破技術壁壘。

哈爾濱工業大學（深圳）團隊。

據悉，隨著第三代半導體如碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）在高功率器件中的廣泛應用，傳統封裝技術暴露出諸多弊端。其中，熱膨脹系數（CTE）失配導致在高溫服役時，芯片與封裝材料之間產生熱應力，進而引發焊點開裂等可靠性問題。據統計，熱膨脹系數失配導致的焊點開裂占失效案例的25%以上，嚴重制約了高功率密度、高溫服役電子產品的性能提升與廣泛應用。

面對這一難題，哈工大（深圳）的張景輝、黃繼熙、張欣月、劉若希、於珊刪、張廓巖、王培駿、謝汶峻、王奉祎、劉啟航、董洲里團隊提出了納米銅漿復合三維多孔銅的創新復合結構。

據介紹，團隊自主研發的納米銅漿，是國內首款可在空氣環境下燒結的自還原納米銅漿。他們通過創新性地采用有機包覆、羧酸處理、混合還原性有機載體等多元共處理法，解決了納米銅漿燒結時極易氧化的行業難題。與國內外同類產品相比，該納米銅漿在燒結后孔隙率大幅降低，結合強度顯著提升，為功率芯片的可靠連接提供了堅實保障。

同時，團隊長期研發的三維多孔銅具有優異的物理特性，其楊氏模量相比于傳統釬料降低了80%，如同“彈簧”一般，在升降溫過程中能夠有效膨脹收縮，極大地緩釋熱應力。其熱導率較傳統釬料提升了300%，能快速將芯片產生的熱量散發出去，確保芯片在高溫環境下穩定工作。

這種納米銅漿復合三維多孔銅的結構，實現了“低溫連接，高溫服役”的目標，避免了連接過程中的高溫對芯片產生的熱損傷，其服役溫度相比于傳統釬料提升了300℃以上。在熱循環壽命測試中，該結構相比于可靠性最為優異的燒結銅提升了三倍以上，從根本上解決了焊料層的熱膨脹系數失配和熱疲勞問題。

這一成果在光伏、消費電子、新能源汽車等領域的應用前景廣闊。目前，團隊的相關產品已得到航天科工二院認證，為國產功率器件的核心競爭力提升提供了有力支撐。團隊以實際行動，在半導體技術領域爭當大國重器，基于復合燒結陣列強化工藝，突破關鍵工藝瓶頸，打造出具有中國自主知識產權的銅漿新范式。

采寫：南都N視頻記者 敖銀雪