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近年來，由於大規模使用的矽功率器件達到起使用上限，在工作頻率，功率，耐熱溫度，能效，耐惡劣環境及小型化方面面臨瓶頸，而以氮化鎵和碳化矽為代表的第三代半導體在熱導率，頻率轉換，高溫工作特性等表現出優越的物理特性。但不論是矽基功率器件，還是寬頻化合物半導體功率器件，在功率器件設計過程中，熱設計是必不可少的。從晶片材料選擇，晶片內部結構熱設計，封裝熱設計，管殼熱設計到實際應用中的熱設計。在封裝工序中，晶片焊接（固晶/裝片/貼片）是一道非常關鍵的工序，是將半導體晶片透過焊接層固定在框架載板上，而焊接層除了為晶片提供機械連結和電連線外，還為晶片提供良好的散熱通道，對於功率器件，這是主要的散熱通道，也是功率器件熱設計當中考慮的關鍵工序。

高功率器件的貼片目前主要有共晶焊（Eutectic bonding）和軟焊料焊接（soft solder）。但共晶焊通常只適用於比較小的晶片（<1mm）在晶片背面透過 PVD 工藝濺射（Au（As）NiAgAuGe），在 400 多度的高溫下和有銀塗層的框架焊接在一起，但對於較大的晶片，背金結合不完全，溫度越高，內部應力越大，很容易產生裂片，而且背面是比較厚的金，成本也很高。軟焊料焊接目前還是一個主要焊接方式，而且隨著功率器件的發展，電壓和功率的增加，轉化效率的提升，從傳統的矽基器件，第二代砷化鎵，磷化銦，到現在的第三代功率器件氮化鎵，碳化矽等，對焊接材料也提出了更高的要求，穩定的焊接強度，高的焊接質量和良好的導電性和散熱能力。

賀利氏電子深耕半導體封裝領域多年，不論是傳統的中低端功率器件，還是現在火熱的碳化矽和氮化矽等化合物半導體，因為不同導電和散熱設計要求，對相應的焊接材料有不同的要求，賀利氏電子在這方面都提供有相應的材料解決方案。

軟焊料（soft solder）包括含鉛焊料（高溫焊料）和無鉛焊料（低溫焊料），是利用鉛錫合金或錫銀銅合金等座焊料，把背面濺射金或銀（TiNiAg）的晶片焊接在鍍銀，鍍鎳或裸銅框架上，可以實現大約 50W/m。K 的導熱性。現在隨著歐盟和一些國家對對環保提出更高的要求，含鉛焊料從歷史發展的角度會終會被逐漸替代，但在短時間內，由於含鉛焊料的高溫可靠性，在被徹底禁用前，短時間內還很難找到價效比如此高的焊料。賀利氏電子可以提供很一系列的高溫含鉛焊料和無鉛焊料，透過客戶端多年的使用，具有良好的工藝穩定性，潤溼性，很低的空洞率（total<3%），高散熱性，導電性和可靠性。表1 列出的為目前典型的軟焊料。

合金體系中，不同的金屬和含量對於可靠性和潤溼性等起到不同的作用，鉛對於高溫和可靠性起著關鍵作用；錫是形成金屬間（IMC）的重要媒介，可以和晶片的背銀以及框架的鍍銀或鍍鎳表面在熔融狀態形成 IMC Cu3Sn/Cu6Sn5 或 Ni3Sn4，提高焊接強度；銀可以改善表面潤溼，提高強度，但含量不能太高，否則會引起焊層開裂；銻可以降低表面張力，提高鉛錫合金的強度。在器件使用過程中會經常的開關，產生熱量，會造成熱疲勞，引起失效。根據熱迴圈模擬可以得出富鉛合金焊料比富錫合金焊料有更好的可靠性。從潤溼性和可靠性角度，銀表面 > 銅表面 > 鎳表面。

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