基于低温烧结银的航天功率模块基板大面积连接工艺改进
作者:
作者单位:

天津大学材料科学与工程学院,天津 300350

作者简介:

姜涵宁,1995年出生,硕士研究生,主要研究方向为功率电子封装工艺和可靠性。E-mail:jinghanning@126.com

通讯作者:

李欣,副教授,主要研究方向为功率电子封装。E-mail:xinli@tju.edu.cn

中图分类号:

TG454

基金项目:

国家自然科学基金《裸铜基大功率IGBT器件的无铅烧结型界面及其服役可靠性研究》 51401145国家自然科学基金《裸铜基大功率IGBT器件的无铅烧结型界面及其服役可靠性研究》(51401145)


Improvement of Low Temperature Large-Area Sintering Silver Process for Aerospace Power Module Substrate Bonding
Author:
Affiliation:

School of Materials Science and Engineering, Tianjin University,Tianjin 300350

Fund Project:

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    摘要:

    由于传统航空功率模块中大面积基板连接采用锡铅焊料,可靠性不佳,本文采用烧结银进行大面积基板连接,研究了接头的力学性能、断裂模式和显微组织。结果表明:接头力学性能良好,平均剪切强度为45.18 MPa,呈现出内聚失效和韧性断裂模式,粘接层的孔隙率为4.82%,显微结构致密均匀,界面结合良好。改进的大面积烧结银工艺只需印刷一次焊膏,采用快速升温速率提高烧结银致密度,并将烧结压力降至2 MPa,可以满足航天功率模块中基板连接的要求。

    Abstract:

    In traditional aerospace power modules, tin-lead solder with poor reliability is used for large-area substrate connections. In this work, sintered silver is used to join the large-area substrates. The mechanical properties, fracture mode and microstructure of large-area sintered silver joints are studied. The results show that the mechanical properties of the joints are good, and the average shear strength of the sample is 45.18 MPa, showing a cohesive failure and ductile fracture mode. No defects such as voids, cracks or delamination are found in the sintered silver bond-line. The microstructure of the bond-line is dense and uniform with a porosity of 4.82%. It is shown that the improved large-area sintered silver process requires only single printing. By increasing the heating rate to enhance the density of sintered silver and reducing sintering pressure to 2 MPa, the modified process can meet the requirements of substrate bonding in aerospace power modules.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

姜涵宁,李欣,梅云辉.基于低温烧结银的航天功率模块基板大面积连接工艺改进[J].宇航材料工艺,2019,49(6):91-94.

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  • 收稿日期:2019-04-17
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  • 在线发布日期: 2019-12-30
  • 出版日期:
第十一届航天复合材料成形与加工工艺技术中心交流会 征文通知

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