發(fā)布時間：2020-12-17 11:19

　　功率半導體器件作為電力電子技術(shù)核心器件,已經(jīng)被廣泛運用于電力系統(tǒng)、軌道交通、工業(yè)制造裝備、家用電器、軍事防御等諸多領(lǐng)域�！吨袊圃�2025》提出要大力推動電力裝備領(lǐng)域的突破發(fā)展,重點關(guān)注大功率電力電子器件等元器件的開發(fā),而大功率器件的發(fā)展離不開封裝互連技術(shù)的支持。自蔓延互連具有反應(yīng)速度快、熱量高度集中、熱影響區(qū)小等優(yōu)點,能避免封裝模塊多次回流導致的互連材料熔點組配和互連界面IMC層較厚等問題,在功率器件封裝上應(yīng)用前景良好。本文采用自蔓延薄膜新型熱源實現(xiàn)了大面積功率芯片與DBC基板的封裝互連;首先計算了大面積芯片/DBC基板自蔓延互連過程中的溫度場和應(yīng)力場;在計算得到的殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)上進一步分析了溫度循環(huán)下焊料層的疲勞失效,具體工作如下:采用移動熱源模型和非傅里葉準則,建立了大面積芯片/DBC基板自蔓延互連三維溫度場有限元模型,分析了互連過程中結(jié)構(gòu)的溫度分布變化,發(fā)現(xiàn)減小焊料層厚度和增加預(yù)熱溫度能夠顯著提升互連過程中焊料層的最高溫度和熔化時間,提高互連接頭的質(zhì)量。建立了基于自蔓延薄膜熱源與回流焊的大面積芯片/DBC基板焊料互連二維應(yīng)力場計算模型,研究了互連過程中結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與翹曲變化,并通... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Si芯片和Cu熱沉自蔓延互連結(jié)構(gòu)

中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 積 2 μm 厚原子比為 8:2 的 AuSn 焊料層，隨后在此區(qū)域膜，在玻璃封裝蓋下表面對應(yīng)位置同樣沉積一層 AuSn 焊一定的壓力，用電火花引燃 Al/Ni 薄膜，自蔓延薄膜釋放后達成 MEMS 器件的互連。

互連結(jié)構(gòu)和互連實物圖如圖1-3 和 1-4 所示。對互連結(jié)構(gòu)進行強度測試，得到自蔓延互連結(jié)構(gòu)有較高的機械強度。圖 1-3 互連結(jié)構(gòu)圖（a）IGBT 600V （b）二極管 1200V （c） 電阻芯片圖 1-4 芯片與 DBC 基板互連實物圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]殘余應(yīng)力對混合組裝BGA熱循環(huán)可靠性影響[J]. 田艷紅,賀曉斌,杭春進.  機械工程學報. 2014(02)
[2]不銹鋼焊接溫度場的三維數(shù)值模擬[J]. 董志波,魏艷紅,劉仁培,董祖玨.  焊接學報. 2004(02)
[3]激光焊接溫度場數(shù)值模擬[J]. 薛忠明,顧蘭,張彥華.  焊接學報. 2003(02)

博士論文
[1]基于Al/Ni薄膜自蔓延燃燒反應(yīng)的釬料互連工藝和界面反應(yīng)研究[D]. 祝溫泊.華中科技大學 2016
[2]IGBT功率模塊封裝可靠性研究[D]. 徐玲.華中科技大學 2016
[3]微焊點SAC/Cu塑性與蠕變性能研究[D]. 楊淼森.哈爾濱理工大學 2015
[4]單頻激光干涉系統(tǒng)性能優(yōu)化及高精度測量技術(shù)研究[D]. 黃雷.長春理工大學 2013
[5]TiAl與TiC金屬陶瓷自蔓延反應(yīng)輔助擴散連接機理研究[D]. 曹健.哈爾濱工業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]IGBT器件熱可靠性的研究[D]. 董少華.山東大學 2014
[2]單頻激光干涉儀信號處理及其測量技術(shù)研究[D]. 尹子.長春理工大學 2013



本文編號：2921952