パワーモジュールにおけるはんだ接合部の交流電流によるエレクトロマイグレーション

抄録

パワーモジュールのはんだ接合部エレクトロマイグレーション（EM）は，潜在的な信頼性問題と認識されている。本論文では，Cu/Ni-P/Sn-0.7Cu/Ni-P/Cu接合部の交流に対するEM基本現象（条件：175°C，50 A/mm²）を明らかにする。交流における反転電流の影響を観察するため，直流電流を96時間毎と48時間毎に反転させた。直流のEMではNi-P層が変性したPリッチ層が成長し，そこにボイドが生じて断線に至る。交流のEMでは，電流方向に応じて，Ni原子はNi-P層から可逆的にEM拡散し，Pリッチ層厚を増減させ，結果的に成長を抑制した。さらに，短周期のほうがPリッチ層の成長を抑制した。