表贴式功率MOSFET是表面组装电路中最重要的电子元件之一。随着电子制造业和电子信息产业的迅猛发展,小型化、微型化的半导体器件已越来越成为现代电子技术发展的重点,各半导体器件生产企业对功率分立器件的新型封装结构的研究开发也越来越重视。由于电子产品的需求以及能效要求的不断提高,中国功率器件市场一直保持较快的发展速度,对表面贴装器件的需求也越来越迫切,该类器件的研发已成为当务之急。本课题来源于中国振华集团永光电子有限公司表贴式功率MOSFET封装技术研究及应用项目。课题研究的目的是对表贴式功率MOSFET封装技术进行研究并应用于生产,最终替代国外同型号产品。本论文正是针对上述问题,以1N60型表贴式功率MOSFET的封装技术为主要的研究对象,在深入分析封装及使用的失效机理基础上,找出影响产品质量与可靠性的关键问题,对材料、封装结构和封装工艺问题作了创新性和探索性研究。主要内容为:1.详细研究了粘片空洞对器件热性能的影响。粘片采用软焊料粘片工艺,所存在的主要问题是粘片空洞。一定面积的空洞存在,容易使粘片区产生较大的接触电阻,从而产生局部高温,导致器件受过热应力的作用失效。为解决这一问题,研究采用导流槽新技术来减少空洞。2.详细研究了器件焊线(键合)过程对器件的损伤及其失效机理。焊线采用了冷超声铝丝楔焊工艺技术,其主要难点是预防弹坑。弹坑是在键合过程中造成铝层下的半导体材质受损而留下的小洞,直接导致MOSFET被物理击穿而失效。经过多次对失效器件的分析,发现导致弹坑出现的各种因素,因此,研究提出焊线工艺弹坑控制技术。3.详细研究了焊接温度导致1N60器件芯片破裂失效的机理。按照正常的使用焊接方法,器件出现芯片破裂的失效比例高达10%~70%不等。经过对失效器件的分析,研究寻找良好的热匹配设计方案。