在深空探测、超深井石油勘探及航空航天等极端环境中，电子器件需长时间承受超过200℃的高温环境，传统封装器件在此严苛环境下，容易出现键合失效、材料退化等问题。高温封装器件在航空航天、石油勘探、深空探测等极端环境下应用广泛，其极限温度循环可靠性是保障器件长期稳定运行的关键。

     不同材料（如芯片、焊料、基板、封装材料）的热膨胀系数（CTE）存在差异。在温度循环过程中，材料界面处因CTE不匹配产生剪切应力与拉压应力，长期累积导致：

     焊点失效：焊料层出现疲劳裂纹、空洞扩展，最终引发开路或接触电阻增大。

     封装分层：塑封料与芯片、基板间因应力集中导致剥离，引入湿气或影响散热。

     基板破裂：陶瓷基板（如Al₂O₃、AlN）因热应力过大而开裂，尤其当基板中铜层未优化倒角设计时更易发生。

     高温封装集成电路的难点主要在于键合界面的可靠性，在温度循环试验中针对过渡片与陶瓷外壳CTE不匹配的问题，提出了一种微型过渡片封装结构，实际产品通过了-65℃~250℃200次温度循环，为高温封装可靠性设计提供新思路。

     极限温度循环试验参考温度循环试验条件（低温为-65℃，高温为250℃，转换时间1min，停留时间10min），对该产品进行温度循环试验后，产品电测试参数发现异常，经进一步分析定位为接地（GND）管脚开路。对产品进行开盖检查，发现与过渡片安装的键和指出现开裂。对失效电路进行切片，发现过渡片材质为铜，热膨胀系数为16PPM/℃、陶瓷基板热膨胀系数为7PPM/℃，在温度循环过程中，由于过渡片与下方陶瓷基板膨胀系数差异较大，热应力较大引发陶瓷开裂。

     通过对现有封装结构建立三维模型，并进行有限元仿真分析，模拟极限温度循环条件。陶瓷键和指处热应力与过渡片的尺寸有关，设计改进措施为减小过渡片尺寸，同时为保障键合可行性，将原过渡片优化为微型过渡片。采用改进后的设计封装，对产品进行封装后开展-65℃~250℃200次极限温度循环试验，试验后对产品进行电测，功能与各参数均合格。为进一步验证封装结构可靠性，对试验后的电路进行切片，在键合指与过渡片连接处未发现有陶瓷开裂与裂纹，说明采用尺寸较小的过渡片，对改善键和指与过渡片连接位置的热应力有明显效果。

     高温封装集成电路提出了避免Au-Al键合体系的过渡片封装结构，针对-65℃~250℃极限温循下的失效问题，通过失效分析与有限元仿真计算判定为铜质过渡片（CTE=16ppm/℃）与陶瓷基板（CTE=7ppm/℃）的热膨胀系数失配导致键合指开裂。通过优化过渡片尺寸，将温度循环过程中的键和指应力由由275MPa降至153MPa。经试验与切片验证，改进后的高温集成电路功能合格且封装结构内部无裂纹产生，验证了微型过渡片在高温集成电路中的适用性，也保障极限温循环下高温集成电路的可靠性。

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