微焊点服役过程的多物理场耦合仿真研究——以功率半导体封装用Cu6Sn5微焊点为例

功率半导体高度小型化、智能化和集成化的发展趋势对半导体封装材料的耐温能力提出了新的挑战。将传统低熔点的Sn基微焊点转变为高熔点的Cu6Sn5金属间化合物微焊点进而构建新型耐高温微焊点阵列,成为目前功率半导体封装领域的研究热点。基于Comsol商用有限元仿真软件,可以针对功率半导体新型Cu6Sn5金属间化合物封装微焊点开展电-热-结构多物理场耦合仿真研究。研究解析了新型微焊点在室温和循环变温两种典型服役条件下的电场、热场及结构场分布,提出新型微焊点的潜在失效方式并建立了相应可靠性评价方法,仿真结果对于Cu6Sn5金属间化合物封装微焊点在功率半导体的实用应用具有重要指导意义。