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�制造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力場;在計算得到的殘余應力的基礎(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力場計算模型,研究了互連過程中結(jié)構(gòu)的應力與翹曲變化,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的釬料互連工藝和界面反應研究[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