Low-Temperature Direct Bonding of Sputtered Nanocrystalline Ag Film for Power Electronic Packaging: Bonding Mechanism, Thermal Characteristics, and Reliability

纳米晶材料 材料科学 可靠性(半导体) 电子包装 阳极连接 直接结合 热的 引线键合 机制(生物学) 光电子学 工程物理 电气工程 复合材料 功率(物理) 纳米技术 工程类 热力学 炸薯条 物理 哲学 认识论
作者
Dashi Lu,Xiuqi Wang,Hao Pan,Xiaoxiong Zheng,Mingyu Li,Hongjun Ji
出处
期刊:IEEE Transactions on Power Electronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:39 (5): 6040-6051 被引量:10
标识
DOI:10.1109/tpel.2024.3368666
摘要

Nanocrystalline metal films are emerging as die-attach materials for power electronic packaging owing to their organic-free nature and capacity for low-temperature bonding. In this study, we proposed magnetron-sputtered nanocrystalline Ag (Nano-Ag) film as a die-attach material for power device packaging. Low-temperature direct bonding of Nano-Ag films was achieved at 200 °C in air, utilizing the thermal instability of Nano-Ag. Significant grain growth in Nano-Ag films facilitated the interfacial voids shrinkage, ultimately enabling high-quality bonding of Nano-Ag films. The SiC/Nano-Ag/direct-bonding copper (DBC) bonding structure demonstrated exceptional reliability after the thermal aging and harsh thermal cycling shocks, maintaining a high shear strength of 76.9 MPa after aging at 250 °C for 500 h. The thermal resistance ( R th ) measurement revealed that the Nano-Ag film die-attach layer exhibited a low R th of 0.10 K/W, representing a reduction of 37.5% than the Ag nano-paste. Furthermore, the SiC devices using Nano-Ag film as die-attach material showed excellent electronic property and power cycling reliability, achieving a power cycling life of 19 240 cycles at a temperature swing of 150 °C. These results indicate that this organic-free and dense Nano-Ag film is a promising die-attach material for enhancing the electronic property, thermal performance, and power cycling reliability of power modules.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yulk发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
xx完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
终成院士发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.1应助lisa采纳,获得10
2秒前
3秒前
大佬发布了新的文献求助10
3秒前
王多晴完成签到,获得积分10
3秒前
FashionBoy应助宋睿成采纳,获得10
3秒前
鹿芗泽完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
NSS发布了新的文献求助10
4秒前
seun完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
JamesPei应助mm采纳,获得10
5秒前
积极的黄豆应助红豆盖饭采纳,获得10
5秒前
tzy完成签到,获得积分10
6秒前
TIMF14发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
鳗鱼野狼发布了新的文献求助10
7秒前
gincle发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
jfy完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花应助俊逸青柏采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
花祭完成签到 ,获得积分10
8秒前
鹿芗泽发布了新的文献求助10
8秒前
甜甜圈完成签到,获得积分10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6054248
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7877507
关于积分的说明 16282290
捐赠科研通 5199476
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2782111
邀请新用户注册赠送积分活动 1764946
关于科研通互助平台的介绍 1646388