摘要:键合线是电力电子模块 (PEM) 中最容易发生故障的部件之一,通常使用硅胶包裹键合线。为了研究硅胶包裹键合线的变形,本文报告了使用线场光学相干断层扫描 (LF-OCT) 技术精确测量键合线的电-热-机械 (ETM) 变形的方法。由于 LF-OCT 系统具有有利的并行检测方案,因此我们开发了一种 LF-OCT 系统,该系统可一次性捕获键合线样品的整个横截面图像 (B 扫描)。结合傅里叶相位自参考技术,可以定量测量键合线的变形,精度可达 0.1 nm。当将相机成像尺寸设置为 1920×200 像素时,实现的变形测量的最大采样率(帧率)为 400 Hz,为监测键合线的 ETM 变形动态提供 2.5 ms 的时间分辨率。我们发现凝胶包裹的键合线的 ETM 变形比裸键合线的 ETM 变形大约小三倍。这些结果首次实验证明,LF-OCT 可成为研究硅凝胶包裹键合线随时间变化的 ETM 变形的有用分析工具。索引术语-键合线可靠性、硅凝胶、电-热-机械变形、线场光学相干断层扫描 (LF-OCT) I. 引言电力电子模块 (PEM) 广泛用作可再生能源发电和运输电气化中的开关半导体器件 [1]。由于 PEM 通常应用于安全和关键任务场景,如电力列车、航空航天和海上风电,因此 PEM 的可靠性受到学术界和工业界的广泛关注 [2-4]。引线键合技术是目前最广泛使用的封装方法
摘要 银线近年来已成为一种新型键合材料,但用户和现场工程师对其可靠性性能问题(包括故障机理和金属间化合物 (IMC) 形成)仍然存在分歧。本研究介绍了一种新型高纯度 96Ag-3Pd-1Au 合金(96% Ag)银线,并通过键合性和可靠性测试评估了其在铝键合焊盘上的键合性能。用于表征银线特性的可靠性测试包括高温储存寿命测试 (HTST) 和带温度和湿度的无偏高加速应力测试 (uHAST)。使用了两种具有不同氯离子含量的模具化合物。绿色化合物的氯离子含量低于 10 ppm,普通化合物的氯离子含量低于 27 ppm。对 HTST150'C 和 175'C 下 2000 小时的键合性、IMC 形成(Ag 2 Al、Ag 3 Al)和生长速率进行了测量,并根据 uHAST 的微观结构表征确定了可能的失效机制,其中由于原电池反应和 Cl- 离子在足够的水分和热能下发生重复的氧化和还原反应,而 Ag-Al IMC 和 Al 垫的还原反应导致形成微裂纹失效。