IGBT模块焊层的被动热循环可靠性分析

有众多基于加速试验与数学模型研究焊层可靠性的方法被报道,但是这些方法对模块各焊层间的差异及失效机理认知不足.基于某款绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块为研究对象,通过设计被动热循环(TC)加速试验,结合精细超声扫描(scanning acoustic microscope,SAM)的方法高效评价了不同焊层的TC耐热疲劳可靠性.结果表明,该封装体系下母排焊层的可靠性最差,衬板的可靠性最高.在热应力及化学势作用下,镀层中磷的相对含量及界面金属间化合物的厚度逐渐增加引起界面结构不匹配性增强,导致界面裂纹的萌生和生长,其中镀层结构的变化起主导作用.创新点:基于SnPbAg焊层与衬板及基板界面结构的动力学过程分析,明确了系统焊层退化及空洞产生的机理.