一种SiC功率模块封装焊层可靠性实时监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种SiC功率模块封装焊层可靠性实时监测装置及方法，属于半导体技术领域。装置包括源测量单元、转换单元、上位机和SiC功率模块；源测量单元基于四线法与各SiC功率模块电性连接；转换单元电性连接在源测量单元与各SiC功率模块之间；上位机与源测量单元以及转换单元电性连接；上位机用于控制转换单元进行通道切换以使源测量单元与各SiC功率模块选择性地导通；还用于控制源测量单元输出源信号，源信号流经SiC功率模块后形成反馈信号并被源测量单元再次采集；还用于根据源信号、反馈信号以及预设的模型计算获得表示各SiC功率模块封装焊层可靠性的电阻值R

【技术实现步骤摘要】
一种SiC功率模块封装焊层可靠性实时监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种SiC功率模块封装焊层可靠性实时监测装置及方法。

技术介绍

[0002]遵循“超越摩尔”的理论，功率电子技术在SiC和GaN等宽禁带半导体的支持下，向着更高的功率密度、更功能化和小型化的方向快速发展。而为了确保高功率电子器件的可靠性，芯片互联层可靠性的评估就显得尤为重要。
[0003]加速寿命试验通常被认为是评估芯片互联层可靠性的最可靠方法，其通过增加负载水平和频率的方式，在短时间内对焊层进行可靠性检测。在加速寿命试验过程中，由于各层不同的热膨胀系数，焊层会受到试验期间温度变化引起的热应力影响，热应力的累积和裂纹的萌生、扩展会导致焊层的退化甚至失效，从而导致器件故障。
[0004]而为了更加准确地评估芯片互联层的可靠性，就需要清楚地了解加速寿命试验过程中焊层的实时状态，因此需要开发一种能够精准实时监测裂纹萌生的监测装置，以此来采集实时数据，进而为构建焊层失效模型提供数据支持，以便于通过模型对对焊层寿命进行准确预测。而现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiC功率模块封装焊层可靠性实时监测装置，其特征在于：包括：源测量单元，所述源测量单元基于四线法与至少一个SiC功率模块电性连接；转换单元，所述转换单元电性连接在所述源测量单元与各所述SiC功率模块之间；以及上位机，所述上位机与所述源测量单元以及所述转换单元电性连接；其中，所述上位机用于控制所述转换单元进行通道切换，以使所述源测量单元与各所述SiC功率模块选择性地导通；所述上位机还用于控制所述源测量单元输出源信号，所述源信号流经SiC功率模块后形成反馈信号并被所述源测量单元再次采集；所述上位机还用于根据所述源信号、所述反馈信号以及预设的模型计算获得用于表示各所述SiC功率模块封装焊层可靠性的电阻值R
S
。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述SiC功率模块包括依次层叠布置的基板、重布线层、焊层和SiC芯片，所述源测量单元及所述转换单元均与所述SiC芯片电性连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：采用开尔文四线监测法对所述重布线层进行设计与加工，并基于所述SiC芯片的大小和分布位置进行调整，包括：根据所述SiC芯片的大小在其四角分别设置用于连接所述SiC芯片的重布线层；各所述重布线层的区域面积大于所述焊层的面积，且间隔大于0.05mm；所述重布线层的顶部所设置的用于辅助焊接的金属层的厚度为7.5
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12.5μm。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述SiC芯片的四角印刷有焊料，根据预设的烧结工艺及烧结参数烧结所述焊料而实现对所述SiC芯片的固晶，所述焊料经烧结后形成的区域即为所述焊层，且所述焊料的烧结区域位于所述SiC芯片以及所述重布线层的范围内。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转换单元包括用于控制通道切换的三插槽主机以及具有若干个2线通道或4线通道的板卡。6.一种SiC功率模块封装焊层可靠性实时监测方法，所述方法应用于如权利要求1
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5任一项所述的装置，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1、上位机控制转换单元按照预设的频率和规则切换通道，且上位机同步地控制源测量单元地输出源信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊嘉杰，钱诚，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：