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利用同步辐射X射线分层成像和衍射技术对电源模块元件进行可靠性分析

开发了同步辐射X射线（SR）分层照相和衍射方法，实现了对智能功率模块（IPM）内部退化行为的无损测量。通过SR分层照相跟踪IPM样品纳米颗粒Cu键合层的疲劳行为表明，大的聚集Cu簇引入了曲折裂纹和裂纹分支，从而降低了裂纹扩展速率，有望延长疲劳寿命。老化过程中的分层照相测量表明，纳米颗粒Cu的氧化是降低键合强度的主要退化模式，通过添加Bi和Sn可以改善键合强度。开发的旋转螺旋狭缝系统实现了IPM样品键合层中的空间分辨衍射测量。利用该技术可以获得IPM中应力和应变的内部分布图。SR分层成像与基于螺旋狭缝的衍射技术相结合将成为下一代IPM可靠性分析的有力工具。