基于Cu@Sn@Ag预成型的半导体器件粘接接头的准备和性能
Honghui Zhang1, Hongyan Xu2, Tianwen Wang2
1Xinyang Vocational and Technical College Xinyang 464000 China zhh20080115@163.com.
RSC advances
|December 11, 2023
概括
与传统的-锡接相比,一种新的Cu@Sn@Ag接头证明了二极管在高温性能和功率周期可靠性的优越性. 这种先进的关节技术在要求高功率的应用中提高了设备的耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- (Si) 二极管需要坚固的互连,能够承受高温和功率循环.
- 传统的-锡 (PbSn) 接器在高温应用中面临着局限性和环境问题.
- 瞬态液相扩散接为创建高性能互连提供了一个有希望的替代方案.
研究的目的:
- 为高功率Si二极管开发和评估一种新的Cu@Sn@Ag互连.
- 为了研究Cu@Sn@Ag关节的机械,热和功率循环可靠性.
- 为了比较Cu@Sn@Ag接头与传统PbSn5Ag2.5接头的性能.
主要方法:
- 使用电和物理蒸汽沉积制造Cu@Sn@Ag预成型.
- 过渡的液相扩散接,以创建一个密集的Cu/Cu3Sn/Ag3Sn接头.
- 机械测试 (切削强度),热阻测量和主动功率周期可靠性测试.
主要成果:
- Cu@Sn@Ag接头的平均切削强度为~35 MPa,超过了PbSn5Ag2.5接头.
- 具有Cu@Sn@Ag接头的设备的最小热阻为~0.18K/W,与PbSn5Ag2.5接头相比.
- Cu@Sn@Ag接头表现出卓越的动力循环可靠性,前向电压在15万个循环后下降到2%以下,符合汽车标准.
结论:
- 通过瞬态液相扩散接制造的Cu@Sn@Ag接头为高功率Si二极管提供了卓越的性能和可靠性.
- 这种先进的互连技术是PbSn合剂的可行替代品,用于高温和高可靠性的电源设备应用.
- 开发的关节符合严格的汽车可靠性要求,这表明它有可能被广泛采用.
