塑封功率器件在湿热老化试验中分层导致的电化学腐蚀的分析

• 作者: 俞宏坤 方强 李劲 蒋益明 邵雪峰
• 来源期刊: 复旦学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 塑料封装 湿热老化 分层 Cu-SnPb电偶对 电化学腐蚀
• 年，卷（期）: 2009,（5）
• 页码范围: 539-544
• 页数: 6页
• 分类号: TG172
• 语种: 中文

摘要

某种TO252封装形式的塑料封装功率器件在85℃/85 RH条件下湿热老化后发生分层失效,具体过程为环氧塑封料-铜基板界面产生分层裂纹,铜在湿热环境下发生缝隙腐蚀,裂纹不断向封装体内扩展,当分层扩展至Sn-Pb焊料时,发生Cu-Sn_(63)Pb_(37)电偶腐蚀.对分层断面产物的分析表明,铜基板表面存在含铅的腐蚀产物.测定了器件Sn-Cu-Sn_(63)Pb_(37)体系的电化学极化曲线,并对发生电偶腐蚀后的Cu-Sn_(63)Pb_(37)进行了形貌及成分分析,发现SnPb共晶钎料中的富铅相优先发生腐蚀,铅离子发生迁移并在铜的表面沉积.在此基础上提出了湿热老化条件下封装分层导致的电化学腐蚀的机理,与实验现象吻合得很好.湿热老化条件下的电化学腐蚀可以加速分层裂纹的扩展,使塑封器件的预期可靠性寿命下降,在湿热环境下服役的塑封器件的寿命预测中必须将其作为一个考虑的因素.