恶劣环境下大功率芯片的可靠性分析和热阻降低

大功率器件的散热一直引起国内外的关注。 但是,很少有人研究热阻退化,它是芯片键合焊料层中散热的关键因素。 大功率设备模型的建立是基于物理模型的。 当在焊料层的中心/角落出现空隙时,分析了在-55°C〜175°C温度循环的苛刻条件下,空隙率对焊料层可靠性,裂纹扩展率和热降解的影响。 研究表明:当焊接层中出现空隙时,焊接层的可靠性从正常值5439循环降低。 具有中心空隙的焊接层将减少至1122循环,而具有角部的焊接层将减少至2221循环; 裂纹扩展速率随着Kong隙率的增加而增加。 带有中心空隙的裂纹扩展速率更加缓和,最大值可以达到2.385×10-4mm /循环。 带有拐角空隙的裂纹扩展速率急剧增加,最大值可以达到2.739×10-4mm /次; 中心空隙和拐角空隙的热降解基本相同,但是中心空隙的最大值可以达到1.12×10-6K /(W·cycle),而角落空隙的最大值可以达到4.84×10-7K /(W·循环)。