高温功率电子封装用新型热界面材料的热疲劳性能研究

利用低温烧结纳米银粉焊膏，实现高温功率电子器件芯片与基板的连接，是近两年发展起来的新技术。本项研究通过对低温烧结纳米金属焊膏形成的银质薄膜进行单轴拉伸、疲劳试验，同时考虑高温、高湿环境对银膜力学行为的影响，得到新型热界面材料的力学性能和疲劳性能数据库，建立微型薄膜试件的试验标准和方法。通过剥离试验、界面剪切试验，研究利用银膜实现连接的粘接界面的失效形式。建立界面损伤力学模型，对粘接界面的开裂、滑移、裂纹扩展、断裂等试验现象进行数值模拟和理论预测。将界面损伤力学模型嵌入有限元软件，模拟利用银膜连接的粘接界面系统在湿热耦合载荷作用下的各种失效形式，得到界面断裂的寿命预测模型，从而指导高温功率电子封装的界面设计。本项目的研究对高温功率电子封装技术的发展具有重要的理论意义。