隨著新能源汽車、光伏逆變器、儲能、充電樁及工業電源等領域快速發展，SiC功率器件的應用不斷增加。相比傳統矽基功率器件，SiC器件麵向更高溫度、更高功率密度等應用環境，這也對芯片貼裝、燒結層、鍵合線等封裝連接結構的機械可靠性提出了更高要求。

  

本文TIKTOK色情版下载測控小編將基於Alpha-W260自動推拉力測試機，從SiC功率器件是什麽、有哪些機械連接結構、封裝可靠性如何測試以及參考測試標準等方麵，為您介紹SiC芯片推力、鍵合線拉力及高溫推拉力測試方法。

 

一、SiC功率器件是什麽？

SiC全稱 Silicon Carbide，即碳化矽，是一種寬禁帶半導體材料。相比傳統矽材料，SiC具有較寬的禁帶寬度、較高的臨界擊穿電場以及良好的高溫性能，因此適合應用於高壓、高頻、高溫及高功率密度等場景。目前常見的SiC功率器件主要包括SiC肖特基二極管（SiC SBD）、SiC MOSFET、SiC功率模塊。

 

二、SiC功率器件有哪些機械連接結構？

1、SiC芯片與基板之間的連接

SiC裸芯片需要固定在DBC等封裝載體上，根據器件結構及製造工藝，可采用焊料連接、銀燒結等芯片貼裝方式。這一連接區域直接影響芯片的機械固定狀態。如果貼裝材料、燒結工藝或相關界麵存在異常，可能出現局部弱結合、界麵分離甚至芯片脫落等問題。

2、SiC芯片與鍵合線之間的連接

部分SiC功率器件及功率模塊采用Wire Bond實現芯片頂部互連，典型結構包括鋁線鍵合等，這一位置需要重點關注鍵合線自身強度、鍵合點結合狀態以及焊盤相關機械可靠性。

 

3、芯片貼裝層與DBC等基板結構

功率模塊中還可能采用DBC等陶瓷覆銅基板。SiC芯片通過相應的貼裝層與基板連接，共同構成功率模塊內部的重要機械結構。不同SiC功率模塊的具體結構存在差異，因此進行推拉力測試之前，應先確認芯片尺寸、貼裝工藝、鍵合方式、基板形式及目標測試位置，再確定對應的測試方法。

 

三、SiC封裝可靠性如何測試？

SiC功率器件的機械可靠性測試，需要根據不同連接位置選擇對應的推力、剪切或拉力測試方法。

1、SiC芯片貼裝強度——Die Shear芯片剪切測試

如果SiC芯片焊接、銀燒結或相關貼裝界麵存在異常，可能出現貼裝層破壞、界麵分離或芯片脫落等問題。針對這一連接位置，可以進行Die Shear芯片剪切測試，也就是芯片推力測試。

測試方法：將SiC器件或功率模塊穩定固定在推拉力測試機平台上，根據芯片尺寸選擇相應推刀。推刀移動至芯片側麵，在規定位置沿平行於基板的方向加載，直至芯片或相關連接區域發生失效。

測試過程中記錄最大剪切力、力—位移曲線、測試位置及失效狀態。

測試完成後，還需要觀察芯片底部及基板表麵的殘留情況，進一步判斷破壞發生在貼裝材料內部、燒結層相關界麵還是其他位置。

對於銀燒結SiC芯片，這類測試尤其適合用於比較不同燒結工藝、材料或老化條件下芯片連接機械強度的變化。

2、SiC鍵合線強度——Wire Pull鍵合線拉力測試

對於采用Wire Bond結構的SiC功率器件，如果鍵合工藝存在異常，可能出現線材斷裂、第一鍵合點脫離、第二鍵合點脫離以及焊盤相關破壞等失效。針對這類結構，可以采用Wire Pull鍵合線拉力測試。

 

測試方法：將拉鉤移動至目標鍵合線下方，在規定位置沿垂直方向逐漸加載，直至鍵合線或鍵合區域發生失效。推拉力測試機記錄最大拉力，並結合最終斷裂位置判斷失效模式。

3、SiC功率鍵合結構——推力/剪切測試

部分SiC功率器件采用較粗的鋁線等功率鍵合結構。根據實際結構及測試要求，除Wire Pull外，還可以針對相應鍵合區域開展推力或剪切測試。

測試方法：根據鍵合結構尺寸選擇對應的推刀、傳感器量程和加載位置，通過峰值力、力—位移曲線及破壞位置評價機械連接狀態。

4、高溫狀態下的SiC推拉力測試

SiC器件的一個典型應用特點，是需要麵向較高溫度和高功率密度等工作環境。因此，對於部分SiC功率器件研發和可靠性驗證項目，僅進行常溫推拉力測試可能無法覆蓋實際需要。

 

針對這類需求，可以在推拉力測試機上配置加熱平台及高溫測試夾具，將SiC樣品加熱至規定溫度並保持穩定後，再進行芯片剪切、拉力等機械測試。

 

以上就是TIKTOK色情版下载測控小編為您介紹的SiC功率器件機械連接結構、封裝可靠性測試方法。針對SiC芯片推力、鋁線拉力及高溫機械可靠性測試，TIKTOK色情版下载測控Alpha-W260自動推拉力測試機可根據樣品結構匹配相應量程、推刀、拉鉤及專用夾具，並可結合最高300℃加熱平台開展不同溫度條件下的推拉力測試。

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