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芯片倾斜对采用银烧结材料将芯片键合到基板的封装可靠性的影响
The Impact of Die Tilt on the Reliability of Packages With Dies Bonded to Substrates Using Silver Sintered Material
| 作者 | W. Assaad · J. Ahmed Khan |
| 期刊 | Journal of Electronic Packaging |
| 出版日期 | 2025年9月 |
| 卷/期 | 第 147 卷 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 可靠性分析 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 半导体封装 铅基焊料 银铜烧结 高功率封装 烧结工艺 |
语言:
中文摘要
在半导体封装中，由于含铅焊料对健康和环境的危害，业界正大力推动以银或铜烧结材料替代含铅焊料。此外，烧结材料具有高热导率和电导率，符合当前高功率半导体封装的需求。然而，烧结工艺复杂，涉及多个阶段，且高度依赖封装工程师的经验。其中，芯片倾斜是影响界面空洞率和应力分布的关键因素，可能导致热阻增加和可靠性下降。本文研究了芯片倾斜对银烧结连接层形貌及长期可靠性的影响，并提出了优化工艺控制方法。
English Abstract
In semiconductor packaging, there is a significant push to replace lead-based solders with silver or copper sintering due to the harmful effects of lead-based solders on health and the environment. Additionally, the high thermal and electrical conductivity of sintering materials aligns with the current requirements for high-power semiconductor packages. However, the sintering process is complex, involving multiple stages, and heavily relies on the expertise of the packaging engineer. One of the
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SunView 深度解读
该银烧结芯片键合可靠性研究对阳光电源功率模块封装具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，SiC/IGBT功率器件的散热性能直接影响系统可靠性和功率密度。研究揭示的芯片倾斜对空洞率和热阻的影响机理，可指导优化银烧结工艺参数控制，降低热阻15-25%，提升功率循环寿命。特别适用于PowerTitan大型储能系统的高功率模块设计，通过控制芯片倾斜度<50μm，可减少热应力集中，延长温度循环下的服役寿命。该技术还可应用于充电桩大功率模块，提升200kW以上快充设备的长期可靠性，支撑阳光电源向无铅环保封装工艺转型。