粘接层质量是双极型功率晶体管可靠性的主要影响因子,而粘接空洞又是粘接层的主要失效模式。本论文从实践实验的角度,以大量的实验数据为基础,运用Minitab统计分析软件,结合X-射线检测图和红外热谱,研究了粘接空洞对双极型功率晶体管的热阻、安全工作区(SOA)、热应力、抗机械强度的影响及其程度;采用FLOTHERM热分析软件,模拟分析了空洞对热阻的影响。论文从背面金属层质量、框架、焊料、以及粘接工艺四方面剖析空洞形成原因,并依此提出空洞控制方法。本论文的主要创新点:1.关于空洞位置对器件的影响方面,先前的科技工作者有分歧,一部分人认为空洞位置离芯片中心越近,结温越大;而另一部分人认为边缘空洞影响远高于中心空洞。本论文从实际角度验证了第二种观点。在同一个芯片上,边缘空洞的影响高于中心空洞的影响。2.空洞率分散度对晶体管的影响比较显著。在空洞率一定的情况下,单个空洞面积越大,热阻越大。而当空洞率很大时,如果空洞都很小,则即使空洞数目会较多,但是对热阻的影响却不大。3.在空洞对器件的电流性能方面,提出空洞超标器件的SOA大大缩小,并随着空洞率的上升,SOA相应缩小。4.先前的科技工作者在空洞对晶体管抗机械强度影响方面基本没有相应的研究。本论文从剪切力、跌落试验以及喷砂试验三方面验证了空洞率大的晶体管的抗机械冲击性能差这一观点。5.在空洞成因问题上做了比较详尽的解释,并提出中心大空洞主要由芯片背面金属层引起,而边缘空洞主要是封装工艺的问题这一观点。6.在可靠性方面,提出空洞在热冲击下变大这一趋势问题以及空洞晶体管的失效曲线。