표제지
목차
국문요약 10
영문요약 11
1. 연구 배경 및 목적 12
2. 이론적 배경 14
2.1. 차량용 파워모듈 소개 14
2.2. 전기차용 차세대 반도체의 필요 15
2.3. 차세대 전력반도체 소자 접합 기술 16
2.4. 양면냉각구조 파워모듈 17
3. 실험 방법 18
3.1. 평가용 샘플 제작 18
3.1.1. Sn0.7Cu 솔더링을 이용한 소자, 단자 접합 18
3.1.2. Ag 신터링을 이용한 소자 접합 19
3.1.3. 초음파용접을 이용한 단자 접합 19
3.2. 패키지 조립성 평가 20
3.2.1. 소자, 단자 접합부 접합강도 및 X-ray 측정 20
3.2.2. 전기적 특성평가 21
3.2.3. 접합공정별 접합부 단면 분석 22
3.3. 신뢰성 평가 23
3.3.1. TST (Thermal shock test) 평가 23
3.3.2. PC (Power cycle) 평가 24
4. 결과 및 고찰 25
4.1. 패키지 조립성 평가 25
4.1.1. 소자, 단자 접합부 접합강도 및 X-ray 측정 25
4.1.2. 전기적 특성평가 28
4.1.3. 접합공정별 접합부 단면 분석 29
4.2. 신뢰성 평가 33
4.2.1. TST (Thermal shock test) 평가 33
4.2.2. PC (Power cycle) 평가 35
5. 결론 37
5.1. 패키지 조립성 평가 37
5.2. 신뢰성 평가 38
참고 문헌 39
Table. 2-1. 접합 재료의 특성 비교 17
Table. 4-1. 특성평가 결과 값 29
Table. 4-2. 열충격시험 신뢰성 전,후 특성 데이터 비교 34
Table. 4-3. 파워사이클 신뢰성 전,후 특성 데이터 비교 36
Figure. 1-1. 전기 자동차에서의 파워모듈 13
Figure. 1-2. 일반적인 파워모듈 패키지 디자인 13
Figure. 2-1. 전기자동차 내부 구조 14
Figure. 2-2. 단면 냉각 파워모듈의 내부 구조 15
Figure. 2-3. 와이어 밴드갭 반도체 특성 비교 16
Figure. 2-4. 양면 냉각 파워모듈의 내부구조 17
Figure. 3-1. 진공솔더링 설비 및 프로파일 예시 18
Figure. 3-2. 가압 신터링 설비 및 신터링 접합제 공정 가이드라인 19
Figure. 3-3. 초음파용접 설비 및 공정 모식도 20
Figure. 3-4. 접합강도 측정기 및 X-ray 검사설비 20
Figure. 3-5. 커브트레이서를 통한 전기적 특성 측정 21
Figure. 3-6. 절연내압 측정기를 통한 전기적 특성 측정 21
Figure. 3-7. 정밀절단기 및 연마기 사진 22
Figure. 3-8. 전자현미경 사진 22
Figure. 3-9. TST 신뢰성 시험 사진 23
Figure. 3-10. PC, 파워사이클 신뢰성 시험 사진 24
Figure. 4-1. 샘플 제작 조립외관 사진 25
Figure. 4-2. 전단강도 측정기를 이용한 접합강도 측정 결과 27
Figure. 4-3. X-ray를 이용한 접합부 Void 측정 결과 27
Figure. 4-4. 특성평가 항목 및 검사조건 28
Figure. 4-6. 진공솔더링 샘플 소자접합부 단면분석 30
Figure. 4-7. 가압신터링 샘플 단자접합부 단면분석 31
Figure. 4-8. 진공솔더링 샘플 단자접합부 단면분석 32
Figure. 4-9. 초음파용접 샘플 단자접합부 단면분석 33
Figure. 4-10. 열충격시험 신뢰성 시험 온도 프로파일 34
Figure. 4-12. 파워사이클 신뢰성 시험 적용 조건 35
Figure. 4-14. 열저항 측정 결과 36