谢新根，程 凯，申艳艳，李 鑫

（中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京 210016）

1 引言

随着电子工业及航空和航天工业的迅速发展，对电子器件芯片焊接的可靠性要求越来越高。针对低频、小功率产品的芯片粘接一般采用导电胶粘接、银玻璃烧结和合金焊接等形式，但存在聚合物材料在高温下容易分解、释放气体，造成内部气氛含量过高等缺点[1]，而铟焊料和锡铅焊料等合金焊料都是软焊料，焊层有形成晶须和热疲劳等可靠性问题，不适用于高频、大功率及航天应用的器件[2]。采用共晶焊接的金锡、金硅、金锗等焊料焊接具有导热和导电性能好、无需助焊剂、工作寿命长、浸润性优良、抗腐蚀及抗蠕变等优点[3]，不仅为芯片提供良好的机械连接和电连接，更为芯片提供了较好的散热通道，同时为大功率器件的可靠性提供了保障，广泛应用于光电子和微电子器件封装中[4,5]。

铜复合材料功率外壳——本文主要指以铜-钼-铜（CMC）、铜-钼铜-铜（CPC）、铜-钨铜-铜等作为热沉材料、以金锡或金硅为芯片钎焊焊料的外壳——是雷达和移动通讯基站上发射机放大器的核心元器件，在军民两用领域都有大量的需求。无论是当前主流的硅LDMOS器件，还是下一代雷达或5G无线通讯基站中逐步占据主流的GaN器件都大量采用该类型外壳。该外壳市场容量大，然而多年来一直被日本和欧美企业垄断，中兴和华为等国内龙头企业每年不得不花费数十亿美元进口。近年来，外壳的国产化替代取得了较大的进展，然而外壳与芯片钎焊过程中失效情况时有发生，本文通过芯片焊接失效分析，找到引起失效的原因，并提出了相关的改进措施。……