塑封电子元器件水煮法研究

针对塑封电子元器件的密封可靠性问题,本文通过研究高温高湿贮存环境中塑封器件的水汽含量变化、测试试验后电子元器件的电气性能以及在不同高温高湿环境条件下对于器件的影响。结果表明:对电子器件水煮后测试其电性能,在正向电压下电子元器件的漏电流会增大,其他电学性能无太大变化;水煮实验对比其他高温高湿贮存条件更加严酷,可以快速缩短半导体器件内部水汽含量饱和时间;水煮实验与恒定湿热实验存在等价关系,通过加压水煮更能缩短器件贮存实验时间。     

浅谈假冒、翻新塑封器件的识别

随着塑封器件在武器系统使用越来越广泛,各种假冒、翻新塑封器件也随之涌入进来,这些假冒、翻新器件一旦安装到型号产品上将给产品的可靠性带来巨大的风险。本文对假冒、伪劣塑封器件进行了分类,并通过对工作中接触到的各种假冒、翻新塑封器件特征进行整理、分析,总结出识别假冒、翻新塑封器件的方法。     

多芯并联封装IGBT缺陷与失效先导判据

器件由于内部芯片失效而产生IGBT故障,且检测保护困难,大多只能在系统外特性上加以防护,本体还是会受较大损害。高压大功率IGBT模块内部由多芯片和大量键合线构成,器件功能失效很大部分是由铝键合线脱落或者断裂引起的。提早发现或辨知此类缺陷或失效导致的电气特性变化,是构建IGBT故障的先导判据条件,有利于规避潜在故障风险,提高IGBT利用可靠性。针对英飞凌6.5kV多芯片并联封装IGBT模块的布局结构和连接特点,分析连接寄生参数差异对芯片工作状态的影响。以模块内部芯片间键合线的杂散电感和栅极电容参数为研究对象,利用最小二乘法参数辨识机制,构建一种区分模块缺陷与失效的先导判据。研究IGBT模块和元胞栅极等效电路,分析键合线故障导致的电路参数和工作特性变化,通过采样栅极电压与电流数据,利用最小二乘法参数估计得到故障类型及杂散参数数值,通过仿真与实验验证了该方法的有效性。     

无压低温烧结纳米银封装电力电子器件的进展与思考

无压低温银烧结技术是高功率密度SiC器件的无铅化关键互连技术,对SiC功率模块的可靠性提升具有重要的意义。针对典型Si基功率模块封装连接工艺及其可靠性,阐述了当前无压低温纳米银烧封装技术的进展与思考:(1)讨论了电力电子器件封装连接可靠性的典型风险和原因;(2)介绍了无压低温连接技术的最新发展;(3)基于Si基典型功率模块封装向高可靠SiC功率模块转变过程中在封装结构和材料方面的需求,阐述了无压低温银烧结技术在引线型、平面型和双面冷却功率模块封装方面的进展;(4)提出无压低温银烧结技术当前有待解决的技术难题。     

功率MOSFET寿命模型综述

MOSFET是实现电力电子装置功能的核心器件,但其寿命短是制约电力电子系统可靠性的关键因素。由老化造成的MOSFET失效分为封装失效和参数漂移失效,前者由MOSFET制造工艺及材料导致的缺陷在工作环境中恶化而产生,后者为器件在使用过程中其内部微观退化机制在宏观参数的体现。对目前已有的MOSFET寿命相关的研究成果进行总结,分析了MOSFET的各类失效模式,并建立了各类失效模式下MOSFET寿命模型;并进一步总结了各类失效模式下寿命模型的失效判据及其各类寿命预测模型实验验证方法。     

对细线PCB组装引起新的测试问题的探讨

本文论述了细线PCB组装引起的特别挑战和电子封装测试技术方面的改进,简要说明了一些测试方法诸如在线测试(ICT)、自动X射线测试(AXI)和扫描声学显微镜检测(SAM),最后表明了现代封装技术(FC、CSP)及其与之并驾齐驱的封装测试技术的发展前景。     

2017年第9期“宽禁带半导体器件在电力电子技术中的应用”专辑征文启事

正为促进宽禁带半导体材料器件应用问题的研究和产业应用推广,本刊拟将2017年第9期辟为"宽禁带半导体器件在电力电子技术中的应用"专辑,征文范围包括:①宽禁带半导体器件工作机理、参数特性分析及建模方法;②驱动与保护方法及电路设计;③采用宽禁带半导体器件的功率变换器电路拓扑、功率回路优化设计等关键应用技术与方法;④采用宽禁带半导体构成的变换器的电磁兼容问题的研究;⑤宽禁带半导体器件和电路的封装与集成技术;⑥宽禁带半导体器件     

红外技术诊断高压电气设备内部缺陷

对应用红外诊断技术诊断高压电气设备内部缺陷中发现的一些典型实例进行原因及判据性分析。结果表明:红外热成像技术能有效地检测出与运行电压、负荷电流等有关的设备内部缺陷,能通过分析红外热像分布场来准确判断内部缺陷的具体部位和严重程度,不失为一种开展状态检修的重要检测手段。     

高压大功率压接型IGBT器件封装技术研究综述

高压大功率压接型IGBT器件具有功率密度大、寄生电感低、双面散热、失效短路等优点,是用于智能电网、轨道交通等高压大功率电压源换流装备的理想器件。该文对ABB、Fuji、Toshiba、Westcode等公司的压接型IGBT器件封装技术路线进行介绍和分析,并对现有商业化大功率压接型IGBT器件的特性进行对比。综合已有压接型IGBT器件封装技术的特点与试验测量结果,提出将封装关键技术分为3个部分,并简要介绍各个部分的具体关键技术及研究现状。最后,基于压接型IGBT封装技术特点,结合实际工艺要求,提出一种评估压接型IGBT器件性能的判据,为后续压接型IGBT器件的开发与设计提供参考。     

红外技术诊断高压电气设备内部缺陷

对应用红外诊断技术诊断高压电气设备内部缺陷中发现的一些典型实例进行原因及判据性分析。结果表明 :红外热成像技术能有效地检测出与运行电压、负荷电流等有关的设备内部缺陷 ,能通过分析红外热像分布场来准确判断内部缺陷的具体部位和严重程度 ,不失为一种开展状态检修的重要检测手段。     

电磁声发射技术在无损检测中的应用

电磁声发射技术是通过对导电部件进行电磁加载产生洛仑兹力,进而激发声发射效应,并通过此效应来进行无损检测.它可以定位薄金属板中微小的缺陷或裂缝,而且不需要完全加载,集合了电磁无损检测技术和声发射无损检测技术的优点.建立了电磁声发射的有限元模型,分析了试件在不同加载条件下的形变,对比了几个加载因素对电磁声发射的影响,并对试件进行了温升分析.在数值分析的基础上进行了电磁声发射实验,得到了电磁声发射信号,并对缺陷进行定位.     

飞行器电力巡检探讨

随着电网的日益扩大,巡线的工作量也日益加大,飞行器作为一种运载工具,可以被应用在输电线路巡检中,通过搭载各种检测设备,以实现对输电线路的日常巡视,提高线路运维效率。基于飞行器在输电线路巡检系统中的应用进行探讨,包括对于飞行器巡线系统设计思路、飞行器巡线系统组成、不同飞行器功能定位以及工程应用关键技术问题等的研究。主要的巡检方式包括可见光巡检、红外光巡检、紫外巡检和三维激光扫描巡检。巡检对象包括线路走廊、导线、塔身、金具等。巡检内容包括线路走廊异常、设备热缺陷、电晕放电等。     

制定PQM装置检测标准值得关注的几个问题

随着供用电双方对电能质量重视程度的不断提升,在电网侧和用户侧已安装大量电能质量监测装置(PQM),为了保证PQM装置正常运维和监测结果安全可靠,制定PQM装置检测标准已很有必要。从测量、检测、试验和检验等基本概念入手,通过综合分析对PQM装置进行检测和被检测PQM装置在不同场景下的技术性能指标,明确制定PQM装置检测标准的核心目标和主要范围,指出值得关注的几个基本问题,提出解决这些问题的原则性建议,希望能抛砖引玉,为本标准的制定和完善起到微薄作用。     

±660 kV银东直流大截面导线耐张线夹断裂故障分析

耐张线夹是输电线路的关键连接部位之一,其压接质量和运行可靠性直接影响输电线路的稳定运行.通过外观尺寸检查、导线力学性能检测、X射线成像检测、解体分析、扫描电镜分析、能谱分析等方法,对±660 kV银东直流输电线路大截面导线耐张线夹断裂原因进行了原因分析,结果表明,耐张线夹铝绞线与钢锚之间无相对滑动,钢芯断裂的主要原因为...     

Packaging effects on reliability of Cu/low-k interconnects

Chip-packaging interaction is becoming a critical reliability issue for Cu/low-k chips during assembly into a plastic flip-chip package. With the traditional TEOS interlevel dielectric being replaced by much weaker low-k dielectrics, packaging induced interfacial delamination in low-k interconnects has been widely observed, raising serious reliability concerns for Cu/low-k chips. In a flip-chip package, the thermal deformation of the package can be directly coupled into the Cu/low-k interconnect structure inducing large local deformation to drive interfacial crack formation. In this paper, we summarize experimental and modeling results from studies performed in our laboratory to investigate the chip-package interaction and its impact on low-k interconnect reliability. We first review the experimental techniques for measuring thermal deformation in a flip-chip package and interfacial fracture energy for low-k interfaces. Then results from three-dimensional finite element analysis (FEA) based on a multilevel submodeling approach in combination with high-resolution moire/spl acute/ interferometry to investigate the chip-package interaction for low-k interconnects are discussed. Packaging induced crack driving forces for relevant interfaces in Cu/low-k structures are deduced and compared with corresponding interfaces in Cu/TEOS and Al/TEOS structures to assess the effect of ILD on packaging reliability. Our results indicate that packaging assembly can significantly impact wafer-level reliability causing interfacial delamination to become a serious reliability concern for Cu/low-k structures.     

Investigation of interfaces with analytical tools

This paper focuses on advancements in three areas of analyzing interfaces, namely, acoustic microscopy for detecting damage to closely spaced interfaces, thermal imaging to detect damage and degradation of thermal interface materials and laser spallation, a relatively new concept to understand the strength of interfaces. Acoustic microscopy has been used widely in the semiconductor assembly and package area to detect delamination, cracks and voids in the package, but the resolution in the axial direction has always been a limitation of the technique. Recent advancements in acoustic waveform analysis has now allowed for detection and resolution of closely spaced interfaces such as layers within the die. Thermal imaging using infrared (IR) thermography has long been used for detection of hot spots in the die or package. With recent advancements in very high-speed IR cameras, improved pixel resolution, and sophisticated software programming, the kinetics of heat flow can now be imaged and analyzed to reveal damage or degradation of interfaces that are critical to heat transfer. The technique has been demonstrated to be useful to understand defects and degradation of thermal interface materials used to conduct heat away from the device. Laser spallation is a method that uses a short duration laser pulse to cause fracture at the weakest interface and has the ability to measure the adhesion strength of the interface. The advantage of this technique is that it can be used for fully processed die or wafers and even on packaged devices. The technique has been used to understand interfaces in devices with copper metallization and low-k dielectrics.     

航空用大功率模块电源的设计及关键技术应用研究

采用模块电源构成飞机高压直流电气系统的二次电源分布式系统,可提高供电可靠性和供电质量.针对模块电源的高功率密度、高可靠性的发展趋势,探讨了模块电源的封装结构和热设计,研究了表面组装技术、平面变压器技术、尖峰抑制器技术和模块并联技术等关键技术在模块电源的应用.采用三维叠层封装结构,在实验室完成28V/36A输出航空用模块电源样机,给出了模块电源的实验结果.     

Interface reliability assessments for copper/low-k products

Multiple new materials are being adopted by the semiconductor industry at a rapid rate for both semiconductor devices and packages. These advances are driving significant investigation into the impact of these materials on device and package reliability. Active investigation is focused on the impact of back-end-of-line (BEOL) processing on Cu/low-k reliability. This paper discusses Cu/low-k BEOL interfacial reliability issues and relates key items from the assembly process and packaging viewpoint that should be managed in order to prevent adverse assembly impact on BEOL interfacial reliability. Reliability failure mechanisms discussed include interface diffusion-controlled events such as the well-known example of Cu electromigration (EM), as well as stress-migration voiding. Interface defectivity impact on dielectric breakdown and leakage is discussed. Lastly, assessments of assembly impact on these Cu/low-k interfacial concerns are highlighted.     

输配电线路带电作业技术的研究与发展

随着电网快速发展和特高压输电技术的研究及应用,为迎接我国带电作业的新发展,简述了国内外带电作业的发展历史和概况,探讨了带电作业的发展趋势和方向,分析和论述了近年来在研究和应用中涉及较多的如带电作业安全距离、带电作业保护间隙、带电作业工具、1000 kV特高压带电作业、配电线路带电作业等问题。另外,介绍了带电作业标准的制订情况。并提出了随着电网的快速发展和供电可靠性要求的提高,带电作业也出现了一系列新的研究课题,需在总结我国带电作业特点和经验的基础上,结合安全运行的实际需要,进一步加强先进技术的研究和标准制订工作。     

P91/P92新型马氏体耐热钢焊接缺陷特征与产生机理探讨

P91/P92新型马氏体耐热钢焊接过程中工艺要求严格,焊接工艺参数、焊接工艺措施控制不当,极易产生焊接缺陷。了解P91/P92新型马氏体耐热钢不同焊接方法及工艺过程中产生的缺陷特征与机理,对焊接接头质量检验至关重要。本文结合实际施工过程中产生的各类焊接缺陷,对其缺陷特征、产生机理及预防措施进行了阐述。