裸DBA基板上银烧结连接在老化、热冲击及1200 W/cm²功率循环测试下的界面力学与热特性研究

Interface-Mechanical and Thermal Characteristics of Ag Sinter Joining on Bare DBA Substrate During Aging, Thermal Shock and 1200 W/cm2 Power Cycling Tests

作者	Chuantong Chen · Dongjin Kim · Zheng Zhang · Naoki Wakasugi · Yang Liu · Ming-Chun Hsieh · Shuaijie Zhao · Aiji Suetake · Katsuaki Suganuma
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2022年6月
技术分类	功率器件技术
技术标签	SiC器件功率模块可靠性分析热仿真
相关度评分	★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词	SiC 芯片银烧结直接键合铝 (DBA) 基板功率循环热冲击可靠性界面力学高温存储

语言:

中文摘要

本文研究了在250°C无压条件下，利用微米级银烧结技术将SiC芯片直接连接至裸DBA（Al/AlN/Al）基板的工艺。实验表明，银-铝界面具有33.6 MPa的稳固结合力。通过1000小时250°C高温存储、热冲击及1200 W/cm²功率循环测试，验证了该封装结构在极端工况下的热机械可靠性。

English Abstract

In this article, an SiC die was directly attached on a bare DBA (Al/AlN/Al) substrate via micron-sized Ag sintering at 250 °C without pressure. The micron-sized structure of the Ag–Al joint revealed robust bonding (33.6 MPa), which was attributed to the excellent sinterability of the Ag paste. A high-temperature storage test was conducted for 1000 h at 250 °C, and the thermal shock test was conduc...

SunView 深度解读

该研究直接关联阳光电源的核心功率模块封装技术。随着公司在光伏逆变器和PowerTitan系列储能PCS中大规模应用SiC器件，提升功率密度与可靠性至关重要。银烧结技术替代传统焊料是实现高功率密度设计的关键，而裸DBA基板的应用有助于降低成本并优化热传导路径。建议研发团队关注该界面在极端功率循环下的失效机理，将其应用于下一代高压、高功率密度组串式逆变器及储能变流器的功率模块封装设计中，以提升产品在严苛环境下的长期运行寿命。