一种智能功率模块高温失效模式分析

智能功率模块是一种工作在高压大电流下的功率电子元件,其高温工作特性的优劣是衡量智能功率模块可用性的重要标准,本文提出了一种可能导致智能功率模块高温失效的模式,并通过实验验证此种具有一定隐蔽性的失效模式确实存在,最后提出了避免此种失效模式的方法。     

自动化贴片技术(二)

(2)焊膏中的合金焊料粉是焊膏的主要成分,约占焊膏重量的85%～90%。合金焊料粉有锡-铅(Sn-Pb)、锡-铅-银(Sn-Pb-Ag)、锡-铅-铋(Sn-Pb-Bi)等不同种类。焊剂是合金焊料粉的载体,主要作用是:清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物,使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面上。根据焊膏的合金成分及其配比分为:高温焊料、低温焊料、有铅焊料、无铅焊料等。(3)焊膏印制是表面安装工艺流程的关键工序之     

上锡工艺对倒装LED COB器件的影响

本文分别采用刷锡与点锡工艺制备出了倒装COB光源,并对两种工艺的COB产品性能及可靠性进行了评估。X-Ray探测仪检测表明点锡工艺制备的COB焊接层空洞大而集中,空洞率显著偏高。热阻测试结果表明空洞导致热阻偏大,散热效果差,结温显著偏高,进而导致光衰老化严重,最终导致COB产品光电性能发生变化。采用刷锡工艺,锡膏涂覆均匀一致,得到的COB产品经高温老化1000 h后,光维率保持在95.6%,高温高湿老化1000 h后,光维率仍保持在95%以上,产品性能稳定可靠。     

无铅锡膏中助焊剂对LED的影响

LED因为其器件结构和材料特性极易被化学物质污染导致光衰、失效,如溴污染,而溴化类物质往往被作为活性剂添加在无铅焊膏助焊剂中,添加含量完全符合RoHS法规。通过扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)和重现实验,对这类锡膏应用在LED灯具组装过程中对于LED的影响进行了案例分析,对溴化污染入侵LED途径和反应原理进行了剖析,最后对规避LED溴化提出了使用建议。     

表贴片式元器件焊点质量控制工艺研究

本研究对表贴片式元器件焊点控制进行了详细介绍,分析焊膏印刷用网板厚度和常用片式元器件焊盘设计对焊点形态和焊点强度的影响。经过工艺试验,确定了网板厚度对焊点形态的影响,对后续产品生产过程中加工网板厚度提供理论依据。通过分析焊点剪切强度,得出所内常用片式元器件焊盘设计中优先选用各封装焊盘的设计参数,并给出了片式电容器焊盘设计原则。     

基于DOE的铁氧体隔离器衰减片点锡焊接工艺优化

铁氧体隔离器作为一种大量应用于5G通讯基站的通讯元器件,其可靠性关系到基站整机运行的持续性与稳定性,而隔离器的衰减片存在的焊接空洞问题可能导致隔离器在再流焊过程中发生失效,严重时导致基站电路板烧毁,因此管控及降低衰减片焊接空洞率十分重要。首先对铁氧体隔离器的衰减片焊接空洞产生的机理进行分析,并通过实验设计(Design of Experiment, DOE)对点锡过程中可能导致焊接空洞问题的因素进行了析因分析及点锡工艺的优化。实验结果表明,通过控制点锡轨迹及点锡速度,能显著减少焊接空洞,并明显提升该焊接过程的制程能力,大幅提升了分布参数隔离器的可靠度,降低了隔离器经历再流焊后失效的风险。     

IGBT功率模块加速功率循环试验的研究

在此设计了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块加速功率循环试验电路,通过结温差60 K,80 K和100 K的3次加速功率循环试验,发现铝键合线的翘起、脱离或熔断是加速功率循环试验中IGBT模块失效的主要形式。加速功率循环试验的失效周期数能较好符合经典的寿命预测模型,这说明通过提高结温差来进行加速功率循环试验可大大缩短试验时间,从而提高IGBT模块可靠性的验证效率。     

双面散热SiC功率模块的可靠性分析和寿命评估

双面散热(double-sided cooling,DSC)封装能大幅降低封装寄生电感和结壳热阻,提升电气装备的功率密度,是SiC功率模块的发展趋势。然而,DSC SiC功率模块的失效机理不明、寿命模型缺失,成为制约其商业化应用的关键瓶颈,亟待技术突破。传统加速老化实验方法的成本较高、耗时较长,不利于产品的快速迭代升级。针对DSC SiC功率模块的可靠性研究,文中提出一种基于有限元的分析方法,基于材料的疲劳老化模型及功率模块的失效判据,建立DSC SiC模块的寿命模型。基于大量功率模块的寿命测试结果,验证了有限元模型的可行性和有效性,相对误差小于6%。此外,详细分析SiC和Si功率模块焊层的应力和蠕变规律,建立不同封装功率模块的寿命模型。结果表明:相对于单面散热封装,DSC封装功率模块的寿命提升一倍。采用相同封装,SiC功率模块的寿命是Si功率模块寿命的30%左右。此外,还详细分析了不同封装材料对DSC SiC功率模块寿命的影响规律。为下一代DSC SiC功率模块的研发与应用,提供有益的参考。     

Microchip提供符合RoHS标准的无铅封装产品

全球领先的单片机和模拟半导体供应商——Microchip Technology(美国微芯科技公司)近日宣布，该公司所有的产品自2005年1月起将采用符合环保要求的无铅焊镀封装，以符合即将在全球范围内实施的政府法规和行业标准。Microchip将采用雾锡(Matte tin)作为新的焊镀材料，确保所有的无铅产品都能向后兼容于行业标准和锡／铅焊接工艺，并向前兼容用于采用锡／银／铜等专业无铅锡膏的高温无铅工艺。     

特高压柔性直流 MMC故障子模块的高可靠旁路方法

模块化多电平换流器 (MMC)运行过程中需将故障功率模块迅速从桥臂中旁路出去,以减少对 MMC的不利影响.为提高 MMC功率模块发生故障后被旁路的可靠性,提出了一种基于辅助旁路晶闸管技术的功率模块高可靠旁路方法.在功率模块交流端口并联辅助旁路晶闸管,仅作为无源过压保护元件,利用其过压击穿实现对功率模块的旁路保护.分析了辅助旁路晶闸管的过压失效模式和击穿稳定性,并基于乌东德特高压多端混合直流示范工程仿真分析了所提方法的可行性和有效性.通过增加散热器可使辅助旁路晶闸管短路失效后的温度稳定在７０ ℃左右,满足长期旁路通流要求。     

焊接工艺因素对电站铁素体／奥氏体异种钢接头早期失效的影响

文章扼要归纳了Ｆ／Ａ异种钢接头早期失效的特征,分析了影响早期失效的冶金学和力学因素,提出可用焊后高温回火和适当增加铁素体侧坡口角的办法降低钢１０２／Ｉｎｃｏｎｅｌ１８２／ＴＰ３４７Ｈ接头的早期失效倾向。高温持久强度试验,高温承载加速模拟试验,残余应力测试结果都证明了上述措施是有效的。     

一种芯片焊盘自动识别方法及其应用

介绍了采用图像处理和模式识别的方法对一幅半导体芯片的图像进行焊盘的识别和定位。这一技术可以广泛应用于微电子行业中的芯片封装技术,它的核心是实现了对未封装的半导体芯片上的焊盘进行识别并定位的视觉机器。给出了用计算机对算法进行仿真后的实验结果。     

激光封焊罩壳变薄引伸切边后的变形研究

文章就激光封焊产品与锡封焊产品进行了比较，且对罩壳引仲切边后的变形问题进行了分析研究，通过试验找出罩壳切边后变形量过大的原因，并提出用低温退软处理的方法来解决切边后的变形问题。     

功率模块IGBT失效机理与寿命预测研究综述

功率模块IGBT作为全控型器件的代表,现已迅速扩展了其在各个领域的应用,根据相关调查研究发现,功率模块IGBT失效相对于其他部分更为突出。对IGBT的寿命进行预测对于评估电力系统可靠性具有重大的现实意义。本文通过总结综述了其主要的失效机理,分析其失效的原因,并通过不同的失效机理,对现有寿命预测模型进行解释说明,同时分析不同预测模型在实际使用中的优缺点及精确度。最后对于未来进行了展望。     

阀门的失效与修复

通过对阀门失效的分析，说明了阀门磨损的必然性，同时指出，对阀门密封面进行喷焊修复处理是一种经济、及时而有效的方法。     

基于模块跨导的IGBT键合线健康状态准在线监测方法

IGBT模块被广泛应用于电力电子各个领域,其运行的可靠性至关重要。键合线失效是IGBT模块最常见的一种失效模式,该文提出一种基于模块跨导的IGBT键合线老化失效状态的准在线监测方法,该方法能够准确辨识键合线老化失效过程。首先对键合线准在线状态监测的原理进行了详细的分析,设计模块跨导的测量电路和数据分析方案,通过实验测量确定了键合线脱落数量与模块跨导之间的定量关系,并进行了温度的归一化处理。理论分析和实验结果表明,所提基于模块跨导的IGBT键合线状态监测方法对键合线老化失效敏感,可在变流器停机时(如风机切除风速时、电动汽车停车时等)实行准在线监测,易于工程实现,对提高功率变流器的可靠性具有非常重要的意义。     

赛米控第一款100%无焊接IGBT模块

赛米控发布了一款100%无焊接IGBT模块,该模块适用于电力和混合动力车辆中的22kW 150kW机车驱动转换器。与带基板和焊接端子的模块相比,SKIM (?)的温度循环能力要高5倍。在一些功率半导体制造商仍在改进焊接触点以满足汽车工业的高温需求时,无焊接压接技术和烧结芯片已成为将温度循环能力提高到Δ100K下10,000次的最佳解决方案。由于具有了Tjunction= 175℃和Tambient=135℃的高温能力,因而可省去一个单独的冷却回路。     

散热底板对IGBT模块功率循环老化寿命的影响

功率半导体模块通常采用减小结壳热阻的方式来降低工作结温,集成Pin-Fin基板代替平板基板是一种有效的选择。两种封装结构的热阻抗特性不同,可能对其失效机理及应用寿命产生影响。针对平板基板和集成Pin-Fin基板两种常见车规级IGBT模块进行了相同热力测试条件（结温差100 K,最高结温150℃）下的功率循环试验,结果表明,散热更强的Pin-Fin模块功率循环寿命低于平板模块。失效分析显示,两者失效模式均为键合线脱附,但Pin-Fin模块的键合失效点集中在芯片中心区域,而平板模块的键合失效点则较为分散。基于电-热-力耦合分析方法,建立功率循环试验的有限元仿真模型,结果表明,Pin-Fin模块的芯片温变梯度更大,芯片中心区域键合点温度更高,使芯片中心区域的键合点塑性变形更大,导致其寿命较平板模块更短,与试验结果吻合。     

二次涂覆法制备高导热铝基覆铜板的研究

为改善高导热铝基覆铜板剥离强度、击穿电压稳定性和绝缘可靠性,通过二次涂覆法在铜箔表面涂覆不同导热填料含量的复合粘结剂,制得一种高导热铝基覆铜板,并与一次涂覆法制备的高导热铝基覆铜板进行性能对比分析。结果表明:两种涂覆方法制备的高导热铝基覆铜板的绝缘层中填料分散均匀,其导热系数和热阻差异较小,都能通过288℃极限(带铜)浸锡和PCT测试;采用二次涂覆法制备的高导热铝基覆铜板的剥离强度和耐电压值均比一次涂覆法的有较大的提高。     

锅炉末级过热器T92/HR3C异种钢接头断裂原因分析

介绍了某超超临界锅炉高温过热器T92/HR3C异种钢焊接接头发生的一种较罕见的断裂失效形式,通过对失效试件断口形貌特征、胀粗管段的硬度分布规律及金相组织进行试验分析.并结合失效试件的制造工艺和运行工况进行原因分析,推断焊后热处理工艺控制不当导致T92侧母材金相组织异常和力学性能下降是导致异种钢过渡段发生胀粗和断裂失效的...