近年來(lái),由于對(duì)功率器件高溫服役性能要求的提高,電子行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。寬禁帶半導(dǎo)體如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,能夠在300℃甚至更高的溫度下工作,在航空航天、核能等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而,一個(gè)關(guān)鍵的問題是這些半導(dǎo)體功率器件中使用的粘接材料是否能承受如此高的工作溫度。傳統(tǒng)的粘接材料如無(wú)鉛共晶焊料、納米材料等,都因各自的缺陷而被限制了應(yīng)用。瞬時(shí)液相（Transient liquid phase,TLP）擴(kuò)散連接方法,由于能夠在相對(duì)低的溫度下形成具有高熔點(diǎn)金屬間化合物（Intermetallic compound,IMC）的焊接接頭,具有較大的優(yōu)勢(shì)。目前關(guān)于倒裝芯片中普遍形成的Cu/釬料/Cu,Ni/釬料/Ni或Cu/釬料/Ni封裝接頭的顯微結(jié)構(gòu)和可靠性對(duì)比研究較少,本文利用TLP連接方法,研究了這三種結(jié)構(gòu)接頭的顯微結(jié)構(gòu)演化及可靠性之間的關(guān)系,并進(jìn)一步探討Cu原子含量對(duì)接頭顯微結(jié)構(gòu)演化和可靠性的影響規(guī)律。最后分析了實(shí)際封裝結(jié)構(gòu)Si/（Ni,Sn）/Cu中Ni-Sn接頭的顯微結(jié)構(gòu)演化并評(píng)估其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。主要內(nèi)容如下:（1）研究了Cu/（Ni,Sn... 

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【部分圖文】：

不同條件及時(shí)間指數(shù)n時(shí)Ni3Sn4層的生長(zhǎng)行為示意圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法.1 樣品的制備與連接.1.1 樣品的制備在本文中，通過(guò)在兩層納米 Ni 焊膏(<100 nm，每層 10 μm)中插入一層純 Sn 箔(99t%, 50 μm 厚)組成 Ni-Sn 燒結(jié)接頭，如圖 2-1(a)所示。圖 2-1(b)為納米 Ni 與 Sn 之間應(yīng)形式和擴(kuò)散方向示意圖。納米 Ni 高的表面-體積比可以改善固體 Ni 與熔融 Sn 的面積，減少擴(kuò)散距離和時(shí)間。

50 μm 厚)組成 Ni-Sn 燒結(jié)接頭，如圖 2-1(a)所示。圖 2-1(b)為納米 Ni 與 Sn 之間應(yīng)形式和擴(kuò)散方向示意圖。納米 Ni 高的表面-體積比可以改善固體 Ni 與熔融 Sn 的面積，減少擴(kuò)散距離和時(shí)間。圖 2-1 (a)Ni-Sn 接頭和(b)納米 Ni 與 Sn 箔的反應(yīng)模式及熔融 Sn 的擴(kuò)散方向示意圖Fig. 2-1 Schematics of (a) Ni-Sn joint and (b) the reaction mode of nano-Ni paste with Sn foil and tdiffusion direction of melting Sn納米 Ni 的化學(xué)成分如表 2-1 所示。圖 2-2 為燒結(jié)連接實(shí)驗(yàn)中采用的四種樣品組合。其中 Cu 板表面沉積了 2 mm 厚 Ni 層，純 Ni 片為 1 mm 厚，Cu 板和純 Ni 片為燒結(jié)連接的基體金屬。Ni 片在連接前用 400，800 的 SiC 砂紙研磨至光亮。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]氮化鎵功率器件的特性及其應(yīng)用的研究[D]. 劉武揚(yáng).天津工業(yè)大學(xué) 2018
[2]納米銀焊膏粘接接頭的可靠性研究[D]. 張澤升.天津大學(xué) 2013
[3]SnAgCu無(wú)鉛焊料的力學(xué)性能及疲勞損傷研究[D]. 吳浩.東北大學(xué) 2011
[4]Sn-Cu基無(wú)鉛焊料及其釬焊接頭的剪切性能[D]. 高艷俊.大連理工大學(xué) 2010



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