SiC基IGBT高铅焊料芯片固晶层的热冲击失效机理

摘要：

目前大功率SiC IGBT器件常用高熔点的高铅焊料作为固晶材料,为保证功率器件的长期使用,需研究温度冲击条件下高铅焊点的疲劳可靠性,并探究其失效机理.采用Pb92.5Sn5Ag2.5作为SiC芯片和基板的固晶材料,探究温度冲击对固晶结构中互连层疲劳失效的影响.结果表明,温度冲击会促进焊料与SiC芯片背面的Ti/Ni/Ag镀层反应生成的块状Ag3Sn从芯片/焊料层界面往焊料基体内部扩散,而焊料与Cu界面反应生成的扇贝状CU3Sn后形成的富Pb层阻止了Cu和Sn的扩散反应,CU3Sn没有继续生长.750次温度冲击后,焊料中的Ag与Sn发生反应生成Ag3Sn网络导致焊点偏析,性质由韧变脆,焊点剪切强度从29.45 MPa降低到22.51 MPa.温度冲击模拟结果表明,芯片/焊料界面边角处集中的塑性应变能和不规则块状Ag3Sn导致此处易开裂.

关键词：SiC芯片固晶结构、高铅焊料、温度冲击、焊料组织演变

所属期刊栏目：44

分类号：TG405(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金62074062

在线出版日期：2023-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1-5