Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2018

15.03.2018

High-temperature reliability of low-temperature and pressureless micron Ag sintered joints for die attachment in high-power device

verfasst von: Hao Zhang, Chuantong Chen, Jinting Jiu, Shijo Nagao, Katsuaki Suganuma

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 10/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Micron Ag paste had a more affordable price, feasible large-scale synthesis, and longer storage life compared to nano Ag paste, thus it attracts much industrial interest for die attachment of high-power devices. However, the previous studies of high-temperature reliability were mainly focused on nano Ag joints, the research about reliability of micron Ag joints, especially low-temperature and pressureless, was very limited. Therefore, we evaluated high-temperature stability of low-temperature and pressureless micron Ag joint, involving in the changes of mechanical behaviors, evolution of microstructure and interfacial reliability. The average joint strength of micron Ag joints was independent of aging time and kept approximately 35 MPa after aging for 1000 h. The fracture of the micron joint was dominated by the ductile deformation of Ag grains during the fracture process. On the other hand, the microstructure of porous structure evolved greatly during aging process. Ag grains were oriented randomly before and after aging process, but the Ag grains increased slightly from 827.2 nm initially to 1178.4 nm after 1000 h aging. Meanwhile, the pores size in porous structure increased, the number decreased significantly, and the porosity also decreased slightly. Moreover, the barrier layers at interfaces of micron Ag joint remained stable and reliable during aging at 250 °C. The results would promote the large-scale application of the commercially available micron Ag paste in high-power devices.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat U.K. Mishra, L. Shen, T.E. Kazior, Y.F. Wu, Proc. IEEE 96, 287, (2008)CrossRef U.K. Mishra, L. Shen, T.E. Kazior, Y.F. Wu, Proc. IEEE 96, 287, (2008)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat K. Suganuma, S. Sakamoto, N. Kagami, D. Wakuda, K.S. Kim, M. Nogi, Microelectron. Reliab. 52, 375 (2012)CrossRef K. Suganuma, S. Sakamoto, N. Kagami, D. Wakuda, K.S. Kim, M. Nogi, Microelectron. Reliab. 52, 375 (2012)CrossRef
4.
6.
7.
Zurück zum Zitat G.S. Zhang, H.Y. Jing, L.Y. Xu, J. Wei, Y.D. Han, J. Alloy. Compd. 476, 138 (2009)CrossRef G.S. Zhang, H.Y. Jing, L.Y. Xu, J. Wei, Y.D. Han, J. Alloy. Compd. 476, 138 (2009)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat V. Chidambaram, J. Hattel, J. Hald, Microelectron. Eng. 88, 981 (2011)CrossRef V. Chidambaram, J. Hattel, J. Hald, Microelectron. Eng. 88, 981 (2011)CrossRef
9.
10.
Zurück zum Zitat E. Ide, S. Angata, A. Hirose, K.F. Kobayashi, Acta Mater. 53, 2385 (2005)CrossRef E. Ide, S. Angata, A. Hirose, K.F. Kobayashi, Acta Mater. 53, 2385 (2005)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S.A. Paknejad, G. Dumas, G. West, G. Lewis, S.H. Mannan, J. Alloy. Compd. 617, 994 (2014)CrossRef S.A. Paknejad, G. Dumas, G. West, G. Lewis, S.H. Mannan, J. Alloy. Compd. 617, 994 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H. Ogura, M. Maruyama, R. Matsubayashi et al., J. Electron. Mater. 39, 1233 (2010)CrossRef H. Ogura, M. Maruyama, R. Matsubayashi et al., J. Electron. Mater. 39, 1233 (2010)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat T.G. Lei, J.N. Calata, G.Q. Lu, X. Chen, S. Luo, IEEE Trans. Compon. Packag. Technol. 33, 98 (2010)CrossRef T.G. Lei, J.N. Calata, G.Q. Lu, X. Chen, S. Luo, IEEE Trans. Compon. Packag. Technol. 33, 98 (2010)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M. Maruyama, R. Matsubayashi, H. Iwakuro, S. Isoda, T. Komatsu, Appl. Phys. A 93, 467 (2008)CrossRef M. Maruyama, R. Matsubayashi, H. Iwakuro, S. Isoda, T. Komatsu, Appl. Phys. A 93, 467 (2008)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat R. Khazaka, L. Mendizabal, D. Henry, J. Electron. Mater. 43, 2459 (2014)CrossRef R. Khazaka, L. Mendizabal, D. Henry, J. Electron. Mater. 43, 2459 (2014)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat G.Q. Lu, J.N. Calata, T.G. Lei, (2008) 2008 5th International Conference on Integrated Power Systems, CIPS 2008 G.Q. Lu, J.N. Calata, T.G. Lei, (2008) 2008 5th International Conference on Integrated Power Systems, CIPS 2008
20.
21.
Zurück zum Zitat J. Jiu, H. Zhang, S. Koga, S. Nagao, Y. Izumi, K. Suganuma, J. Mater. Sci. 26, 7183 (2015) J. Jiu, H. Zhang, S. Koga, S. Nagao, Y. Izumi, K. Suganuma, J. Mater. Sci. 26, 7183 (2015)
22.
Zurück zum Zitat H. Nishikawa, X. Liu, X. Wang, A. Fujita, N. Kamada, M. Saito, Mater. Lett. 161, 231 (2015)CrossRef H. Nishikawa, X. Liu, X. Wang, A. Fujita, N. Kamada, M. Saito, Mater. Lett. 161, 231 (2015)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat G. Zeng, S. Yu, Y. Gao, C. Liu, X. Han, Mater. Sci. Eng. A 645, 273 (2015)CrossRef G. Zeng, S. Yu, Y. Gao, C. Liu, X. Han, Mater. Sci. Eng. A 645, 273 (2015)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat S. Yu, C. Liu, Y. Gao, S. Jiang, Y. Yao, Mater. Sci. Eng. A 689, 40 (2017)CrossRef S. Yu, C. Liu, Y. Gao, S. Jiang, Y. Yao, Mater. Sci. Eng. A 689, 40 (2017)CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat H. Zhang, Y. Gao, J. Jiu, K. Suganuma, J. Alloy. Compd. 696, 123 (2017)CrossRef H. Zhang, Y. Gao, J. Jiu, K. Suganuma, J. Alloy. Compd. 696, 123 (2017)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat K. Suganuma, J.M. Song, Y.S. Lai, Microelectron. Reliab. 55, 2523 (2015)CrossRef K. Suganuma, J.M. Song, Y.S. Lai, Microelectron. Reliab. 55, 2523 (2015)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat P. Gadaud, V. Caccuri, D. Bertheau, J. Carr, X. Milhet, Mater. Sci. Eng. A 669, 379 (2016)CrossRef P. Gadaud, V. Caccuri, D. Bertheau, J. Carr, X. Milhet, Mater. Sci. Eng. A 669, 379 (2016)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat X. Milhet, P. Gadaud, V. Caccuri, D. Bertheau, D. Mellier, M. Gerland, J. Electron. Mater. 44, 3948 (2015)CrossRef X. Milhet, P. Gadaud, V. Caccuri, D. Bertheau, D. Mellier, M. Gerland, J. Electron. Mater. 44, 3948 (2015)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat S. Zabihzadeh, S. Van Petegem, L.I. Duarte, R. Mokso, A. Cervellino, H. Van Swygenhoven, Acta Mater. 97, 116 (2015)CrossRef S. Zabihzadeh, S. Van Petegem, L.I. Duarte, R. Mokso, A. Cervellino, H. Van Swygenhoven, Acta Mater. 97, 116 (2015)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat S. Chen, G. Fan, X. Yan, C. LaBarbera, L. Kresge, N.C. Lee, (2014) Proceedings—2014 47th International Symposium on Microelectronics, IMAPS 2014 S. Chen, G. Fan, X. Yan, C. LaBarbera, L. Kresge, N.C. Lee, (2014) Proceedings—2014 47th International Symposium on Microelectronics, IMAPS 2014
33.
Zurück zum Zitat S. Chen, C. Labarbera, N.C. Lee, (2016) IMAPS International Conference and Exhibition on High Temperature Electronics, HiTEC 2016 S. Chen, C. Labarbera, N.C. Lee, (2016) IMAPS International Conference and Exhibition on High Temperature Electronics, HiTEC 2016
34.
35.
36.
38.
Zurück zum Zitat S.F. Pugh, London, Edinburgh, Dublin Philos. Mag. J. Sci. 45, 823 (1954)CrossRef S.F. Pugh, London, Edinburgh, Dublin Philos. Mag. J. Sci. 45, 823 (1954)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat J. Ordonez-Miranda, M. Hermens, I. Nikitin et al., Int. J. Therm. Sci. 108, 185 (2016)CrossRef J. Ordonez-Miranda, M. Hermens, I. Nikitin et al., Int. J. Therm. Sci. 108, 185 (2016)CrossRef
Metadaten
Titel
High-temperature reliability of low-temperature and pressureless micron Ag sintered joints for die attachment in high-power device
verfasst von
Hao Zhang
Chuantong Chen
Jinting Jiu
Shijo Nagao
Katsuaki Suganuma
Publikationsdatum
15.03.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 10/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-8903-9

Weitere Artikel der Ausgabe 10/2018

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt