机械工程学报

作者：朱睿康, 贾强, 王乙舒, 张宏强, 马立民, 邹贵生, 郭福

单位：1. 北京工业大学材料科学与工程学院 北京 100124;2. 北京工业大学重庆研究院 重庆 400015;3. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100191;4. 清华大学机械工程系 北京 100084;5. 北京信息科技大学机电工程学院 北京 100192

关键词：第三代半导体,铜烧结,抗氧化,高温可靠；

基金：重庆市自然科学基金面上(CSTB2023NSCQ-MSX0187),国家自然科学基金(52205324),北京市科技计划(Z231100006023012)资助项目。

第三代半导体由于其优异的性能以及更高的理论运行温度在功率器件上得到了广泛应用，对芯片连接层材料也提出了高温服役以及高可靠性等严苛要求，传统的封装材料已经难以满足使用需求。铜烧结被认为是未来封装材料的潜力选择之一，但在应用中面临铜颗粒及铜膏储存不稳定、烧结与服役过程易于氧化等诸多问题和挑战。针对纳米铜烧结当前面临的应用挑战的现有解决方案，从纳米铜颗粒制备及烧结型铜膏的有机物选择、颗粒结构设计及烧结气氛选择三个方面进行了综述，论述了不同策略下避免铜烧结氧化的效果、机理、局限性及未来应用前景，重点分析了三种防氧化手段在铜烧结应用各环节起到的作用及其各自优势与局限性，以及不同手段在铜烧结全流程中的协同作用，旨在促进铜烧结技术应对氧化问题的挑战，加速其在Si C芯片等高性能、高功率器件封装上的应用。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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