车载IGBT器件封装装片工艺中空洞的失效研究.pdfVIP

第 10 卷第2 期 电 子 与 封 装 第10 卷，第2 期 总 第8 2 期 Vol.10 ，No .2 ELECTRONICS PACKAGING 20 10 年2 月 微 电 子 制 造 与 可 靠 性 车载I GBT 器件封装装片工艺中空洞的失效研究 1，3 1 2 2 3 施建根 ，孙伟锋 ，景伟平 ，孙海燕 ，高国华 （1. 东南大学，南京2 10096 ； 2. 南通大学，江苏南通2260 19 ； 3. 南通富士通微电子股份有限公司，江苏南通226006 ） 摘　要：IGBT 芯片在TO-220 封装装片时容易形成空洞，焊料层中空洞大小直接影响车载IGBT 器 件的热阻与散热性能，而这些性能的好坏将直接影响器件的可靠性。文章分析了IGBT 器件在TO- 220 封装装片时所产生的空洞的形成机制，并就IGBT 器件TO-220 封装模型利用FEA 方法建立其热 学模型，模拟结果表明：在装片焊料层中空洞含量增加时，热阻会急剧增大而降低IGBT 器件的散 热性能，IGBT 器件温度在单个空洞体积为10% 时比没有空洞时高出28.6 ℃。同时借助工程样品失 效分析结果，研究TO-220 封装的IGBT 器件在经过功率循环后空洞对于IGBT 器件性能的影响，最 后确立空洞体积单个小于2 % ，总数小于5% 的装片工艺标准。 关键词：IGBT ；装片；空洞；热阻；失效研究 中图分类号：TN305.94 文献标识码：A　　　文章编号：1681-1070 （2010 ）02-0023-05 Failure Analysis of Voids in Automotive IGBT Die Attach Process 1，3 1 2 2 3 SHI Jian-gen , SUN Wei-feng , JING Wei-ping , SUN Hai-yan , GAO Guo-hua （1. Southeast University , Nanj ing 2 10096, China; 2. J iangsu Province Key Lab, Nantong University , Nantong 226019, China; 3. Nantong Fuj itsu Microelectronics Co., Ltd., Nantong 226006, China ） Abstract: Die attach process for IGBT TO-220 package style will easily induce voids in the solder layer . Thermal impedance and performance that determine the reliability of IGBT device will be influenced by void percentage in the solder layer . The causes of the voids in the die attach process are presented in this paper .