在電子產(chǎn)品的小型化的趨勢(shì)下,電力電子器件所承受的工作溫度、電流密度越來越高,這給封裝材料提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).一種引線框架材料為C194合金的MOSFET器件,在高電流密度的工作環(huán)境下服役3～4年后發(fā)生了引腳開裂的現(xiàn)象.針對(duì)該失效現(xiàn)象,使用掃描電子顯微鏡對(duì)界面金屬間化合物和斷口形貌進(jìn)行了精細(xì)的微觀表征,確定了電遷移和熱遷移的耦合作用是導(dǎo)致引腳開裂的主要原因.具體地,對(duì)于器件源極來說, Cu原子的電遷移與熱遷移方向相反,且熱遷移擴(kuò)散通量較大,抵消了電遷移的作用從而導(dǎo)致了陽(yáng)極開裂的反�，F(xiàn)象.對(duì)于器件漏極來說,Cu原子的熱遷移方向與電遷移方向相同,熱遷移加速了陰極界面裂紋的萌生與擴(kuò)展,開裂情況最為嚴(yán)重.為了進(jìn)一步揭示開裂機(jī)理,我們使用電子探針、透射電子顯微鏡分析發(fā)現(xiàn),在C194合金與金屬間化合物界面上,原本彌散分布于C194合金內(nèi)部的鐵晶粒發(fā)生了明顯的晶粒長(zhǎng)大,并富集形成連續(xù)層.由于細(xì)小鐵晶粒組成的富鐵層弱化原有的界面結(jié)合力,成為薄弱環(huán)節(jié).因此,在外加熱應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力下,裂紋總是沿著由鐵晶粒形成的富鐵層發(fā)生開裂.綜上,該器件引腳開裂的失效模式為典型的多場(chǎng)耦合作用下的失效形式,相關(guān)機(jī)理將為產(chǎn)品工藝... 

【文章來源】：科學(xué)通報(bào). 2020,65(20)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【文章目錄】：
1 實(shí)驗(yàn)
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    2.1 失效樣品的微觀分析
    2.2 富鐵層的微觀表征
3 討論
4 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子封裝無(wú)鉛互連焊點(diǎn)的電遷移研究進(jìn)展[J]. 姜楠,張亮,熊明月,趙猛,何鵬.  電子元件與材料. 2019(08)
[2]大功率集成電路使用引線框架設(shè)計(jì)淺析[J]. 陳志祥.  中國(guó)集成電路. 2019(07)
[3]引線框架Cu-Fe-P合金的加工工藝研究[J]. 楊后川,王東峰,孔立堵,肖啟敏.  熱加工工藝. 2005(01)



本文編號(hào)：3150186