随着功率MOSFET器件的工作电压和电流的增加,芯片尺寸减小,导致器件的热密度急剧上升,这些因素对功率MOSFET的可靠性提出了挑战。影响功率器件封装可靠性的两个主要因素为芯片粘贴层的质量以及粗引线键合的品质。本文主要围绕这两个问题展开相关的实验研究。第一部分系统地研究了芯片粘贴层质量的改变(包括空洞率的改变和界面金属间化合物的生长)对器件性能和可靠性的影响。通过高低温冲击(-50—+150℃)老化实验和测试分析,结果表明,焊料层中空洞面积对器件导通电阻和热阻具有显著的影响,随着空洞面积的增大,器件的电阻和热阻都呈线性趋势的增长。并探讨了空洞面积改变的情况与初始空洞大小及分布位置的关系。采用高温存储和高低温冲击实验研究了焊料与铜基板界面处IMC的生长情况,分析了老化过程中IMC的形貌和生长速率,及其对器件性能的影响。结果显示在175℃环境下, IMC随着老化时间的增加而不断增长,IMC的厚度与老化时间的平方根是近似成线性关系的。而在高低温冲击环境(-50—+150℃)中,界面IMC的厚度不随冲击循环数的增加而发生明显改变,比较稳定。并分析探讨了界面IMC的生长变化与器件导通电阻的关系,揭示了功率器件退化的机理。论文第二部分研究了在功率MOSFET器件封装中用于连接芯片源极与引线框架的多根粗铝线,其焊点在芯片焊盘的位置分布对器件导通电阻和雪崩可靠性的影响。结果表明对大电流、多铝线的器件,铝线在芯片表面焊盘的分布对器件导通电阻和雪崩击穿能量都有显著的影响,为了获得更好更可靠的器件,应该使铝线焊点在芯片表面焊盘的分布尽量分散和均匀(类似等边多边形图形)。