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日本大阪大学高悦:铜颗粒烧结贴片连接SiC-MOSFET的长期可靠性研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-06 来源:中国半导体照明网浏览次数:468
   2017年11月1日-3日,由第三代半导体产业技术创新战略联盟、北京市顺义区人民政府主办的2017 国际第三代半导体论坛在北京顺义隆重召开。在2日上午,举行“SiC/GaN电力电子封装、模块及可靠性”分会上,来自日本大阪大学高悦分享了“铜颗粒烧结贴片连接SiC-MOSFET的长期可靠性”研究报告。
高悦日本大阪大学
  他表示,宽带隙(WBG)半导体,如SiC和GaN近来已被广泛研究用作下一代功率器件。由于宽带隙性质,WBG半导体不仅具有高功率密度的潜能,而且具有击穿电压,开关频率和功率转换效率的高性能,使其可用于在混合动力/电动车辆照明应用和大输出的可再生能源中。
 
  然而,高输出功率密度要求的工作温度在200℃以上,因此芯片互连材料需要承受比常规器件中更严峻的条件。然而,传统的高温焊料在200°C以上的可靠性差,这限制了其在WBG器件中的应用。因此,开发具有高导电性和高温耐久性的耐热接合材料已成为WBG器件的关键。
现场1
  高悦介绍说,纯金属熔点高故能在高温下工作,且烧结温度可以降低到与高温焊料相同水平,所以金属颗粒的烧结接头最近受到广泛关注。当使用纯金属纳米或亚微米/微米颗粒时,烧结的接头可以克服脆性金属间化合物引起的问题。在金属颗粒焊膏中,与纳米颗粒相比,亚微米/微米颗粒的成本低且操作简单。
 
  具有Cu亚微米/微米颗粒的金属膏由于其高导电性和导热性以及其低成本而被认为是芯片接合材料的有吸引力的选择之一。使用Cu浆料粘结SiC-MOSFET。对烧结Cu颗粒糊的粘结结构进行高温储存试验,热冲击试验和功率循环试验。通过强度试验、相分析,微观结构和电阻评估了其长期可靠性。(根据现场速记整理,如有出入敬请谅解!)
 
 
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