年5月11日，河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室学科方向发展系列空中研讨会（第一期：电力电子可靠性）在线上举办。天津工业大学梅云辉教授就“基于铝铜复合箔应力缓冲技术的长寿命铝丝键合功率器件封装”作报告。现将梅云辉教授的报告分享给各位读者，以期促进本领域的学术交流和技术进步。

专家简介

梅云辉，天津工业大学科学技术研究院副院长，电气工程学院教授，国家优秀青年科学基金获得者，天津市杰出青年基金获得者。曾获霍英东教育基金高等院校青年科技奖、中国电源学会技术发明一等奖、中国电工技术学会技术发明一等奖。主要研究方向为功率半导体封装、材料与可靠性研究等。

报告摘选

1）基于铝铜复合箔的加工性能以及热-机械性能，推荐采用10μm-AI/40μm-Cu复合箔。仿真结果显示，复合箔厚度增加25μm，连接层剪切应变增大15.4%；复合箔整体厚度不变，铝层比例由20%增加为40%，连接层剪切应变仅下降1.5%。综合考虑加工性能、机械性能，10μm-AI/40μm-Cu为最佳尺寸结构。

2）铝/铜复合箔能够降低键合点处的热力，使其不再是铝丝键合功率器件封装可靠性的薄弱位置。仿真结果显示，添加铝铜复合箔，铝丝承受的最大剪切应变降低超过60%；功率循环老化失效分析显示，铝铜复合箔功率器件失效模式为复合箔与芯片之间连接层疲劳失效。

3）铝丝键合功率器件可靠性提升4-5倍，且随着复合箔厚度增加，提升效果减弱。功率循环测试结果显示，功率循环采用10μm-AI/40μm-Cu复合箔，硅二极管和碳化硅二极管功率循环寿命分别提高至铝丝直接键合的4.87倍和5.67倍；复合箔厚度增加25μm，老化寿命降低33.3%。

4）结合Suhir多层结构热应力理论和经典寿命预测模型，建立了适用于含有缓冲层的功率模块的寿命预测模型，与SiFRD器件封装老化寿命测试结果吻合良好。