用于功率器件封装的新型Cu@Sn@Ag焊片性能

作者：王天文; 高卫民; 徐菊; 徐红艳

来源：半导体技术, 2023, 48(03): 240-246+254.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2023.03.009

• Cu@Sn@Ag焊片
• 瞬态液相扩散焊接(TLPS)
• 功率器件
• 剪切强度
• 功率循环

提出了一种用于焊接半导体芯片的新型焊接材料Cu@Sn@Ag焊片。对比分析了Cu@Sn@Ag焊片和商用PbSn5Ag2.5焊片焊层的孔隙率和力学性能，采用这两种焊片封装了110 A商用Si器件并对其进行了电学、热学性能和功率循环可靠性对比。结果表明：优化后的Cu@Sn@Ag焊片孔隙率小于4%,焊层剪切强度平均值约为35 MPa;相应器件的最小热阻为0.18 K/W,且经过150 000次的有源功率循环(温差为60℃)后正向压降增长率基本小于2%,Cu@Sn@Ag焊片的性能和器件功率循环可靠性高于商用PbSn5Ag2.5焊片。基于瞬态液相扩散焊接(TLPS)的Cu@Sn@Ag焊片可以实现髙铅焊片的无铅化替代，是一种具有良好应用前景的耐高温芯片焊接材料。

• 单位
  江西科技师范大学; 中国科学院大学; 中国科学院电工研究所