闫海东，梁陪阶，梅云辉，冯志红

（1.桂林电子科技大学机电工程学院，桂林 541004；2.天津大学材料科学与工程学院，天津 300072；3.河北半导体研究所专用集成电路国家级重点实验室，石家庄050051；4.广西制造系统与先进制造技术重点实验室，桂林 541004）

近年来，由于SiC器件其拥有高达200℃甚至更高的工作结温，打破了Si基器件的耐高温瓶颈而逐渐的受到工业的关注与应用[1]。这种耐高温特性特别适用于车用电驱动系统中的高温高频开关管。SiC器件的使用对于大幅提升车用电驱动系统的功率密度和转化效率，对简化繁杂的外部冷却系统具有重要的意义[2]。目前，典型Si基功率模块采用的封装结构和材料与Si基器件在热、电和力学性能方面具有良好的匹配。相比Si基器件而言，SiC器件拥有高于其3倍的热导率、5倍的开关速度、2倍的功率密度、1/5的导通电阻以及3倍的杨氏模量[3-5]。这意味着现有封装工艺与材料已无法满足高性能SiC器件的封装可靠性要求，需要发展高可靠性的封装新工艺方法与材料。

1 封装连接可靠性典型风险与原因

典型Si基功率模块的典型封装结构主要由电力电子器件、芯片连接界面材料（一次焊封装材料）、绝缘基板、基板连接界面材料（二次焊封装材料）、底板、键合引线、电极端子、绝缘灌封材料和封装外壳等组成，其封装结构和散热路径等如图1所示。其中，芯片连接界面材料、基板连接界面材料和键合引线是实现功率模块多层复合结构之间的机械连接、散热以及电气互连的重要桥梁，它们的可靠性将直接影响功率模块的服役寿命。……