粘接空洞對雙極型功率晶體管影響的分析及模擬.pdf

1、粘接層質(zhì)量是雙極型功率晶體管可靠性的主要影響因子,而粘接空洞又是粘接層的主要失效模式。本論文從實踐實驗的角度,以大量的實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運用Minitab統(tǒng)計分析軟件,結(jié)合X-射線檢測圖和紅外熱譜,研究了粘接空洞對雙極型功率晶體管的熱阻、安全工作區(qū)(SOA)、熱應力、抗機械強度的影響及其程度;采用FLOTHERM熱分析軟件,模擬分析了空洞對熱阻的影響。論文從背面金屬層質(zhì)量、框架、焊料、以及粘接工藝四方面剖析空洞形成原因,并依此提出空洞控制

2、方法。本論文的主要創(chuàng)新點:
　　1.關(guān)于空洞位置對器件的影響方面,先前的科技工作者有分歧,一部分人認為空洞位置離芯片中心越近,結(jié)溫越大;而另一部分人認為邊緣空洞影響遠高于中心空洞。本論文從實際角度驗證了第二種觀點。在同一個芯片上,邊緣空洞的影響高于中心空洞的影響。
　　2.空洞率分散度對晶體管的影響比較顯著。在空洞率一定的情況下,單個空洞面積越大,熱阻越大。而當空洞率很大時,如果空洞都很小,則即使空洞數(shù)目會較多,但是對熱阻的

3、影響卻不大。
　　3.在空洞對器件的電流性能方面,提出空洞超標器件的SOA大大縮小,并隨著空洞率的上升,SOA相應縮小。
　　4.先前的科技工作者在空洞對晶體管抗機械強度影響方面基本沒有相應的研究。本論文從剪切力、跌落試驗以及噴砂試驗三方面驗證了空洞率大的晶體管的抗機械沖擊性能差這一觀點。
　　5.在空洞成因問題上做了比較詳盡的解釋,并提出中心大空洞主要由芯片背面金屬層引起,而邊緣空洞主要是封裝工藝的問題這一觀點。