回流焊工艺对SMT器件热翘曲的影响

集成电路正在向小型化、高集成度的方向发展,回流焊工艺已成为其组装过程中的关键技术。在回流焊过程中集成电路容易发生热翘曲现象。采用阴影云纹法对PBGA1296、PBGA1024器件在不同回流焊温度、升降温速率的回流焊工艺下的热翘曲进行测量,在此基础上通过建模仿真对实验结果进行分析。结果表明,采用表面贴装技术(SMT)的BGA器件的热翘曲会随着回流焊温度的升高而增大,回流焊升降温速率较快同样会导致严重的热翘曲。实验结果与仿真结果高度一致,进而验证了仿真模型的准确性和有效性。采用实验结合有限元分析的方法为改善集成电路热翘曲提供了参考。

器件热阻随测试结温变化规律研究

为探究半导体分立器件电学法热阻测试时器件结温与热阻的变化规律,开展了基于热阻测试实验分析。详细介绍了热阻测试程序和典型热阻测试电路,并对4款典型VDMOS器件开展热阻测试,结合器件结构特性、热响应曲线和微观导热理论中声子导热系数与温度关系,研究获得器件热阻与结温的变化规律。通过热阻与结温的正相关性规律,有效提升器件在老炼和实际工况下结温计算的准确性。

功率循环试验中结温条件对IGBT器件失效模式的影响

为了探究功率循环试验中结温条件对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件失效模式的影响及其失效机理,以理论分析为出发点,通过大量功率循环试验进行对比验证,基于瞬态热阻抗曲线建立了准确的三维有限元模型,并仿真分析了相关失效机理。仿真及试验结果表明,键合线失效只受结温波动的影响;焊料老化受结温波动和最大结温的影响。增加结温波动会增加键合线、焊料所受应力,而提高最大结温会影响焊料的材料特性,加速其蠕变过程。研究成果解决了解析寿命模型难以表征失效机理的问题,并为失效模式的分离提供新的研究思路。

红外热像法发射率校正及电学法温度补偿方法

主要对提升半导体分立器件红外热像法结温测量精度,及其与电学法温度补偿技术进行研究,从而实现电学法与红外热像法两者在结温方面的互通性。根据器件材料在不同温度下有不同发射率的理论基础,结合试验研究器件高结温发射率校正技术提升红外热像法结温测试精度,在此基础上理论与试验分析红外热像法与电学法的温度补偿方法,实现只进行红外热像法与电学法中的一种方法就可获得另一种方法的结温。

成型工艺对高介单层微波陶瓷电容器性能的影响

分别采用轧膜与流延两种成型工艺制备了SrTiO3高介单层微波陶瓷电容器材料,对比研究了两种成型工艺对其结构与性能的影响。研究表明:对于轧膜工艺而言,电容器陶瓷材料的εr和密度随着轧膜次数增加呈单峰效应,瓷料脱辊后轧膜70次左右可获得表面平整、结构致密、介电性能良好的电容器陶瓷材料。和流延工艺相比,轧膜工艺制备的电容器陶瓷材料εr较大,电容量温度变化率较小。

晶体管阵列老炼时结温测量方法研究

对PNP晶体管阵列采用矩阵热阻法和温度敏感参数法(TSP)两种结温测量的方法进行对比分析研究,并采用红外热像进行试验验证。结果表明,采用矩阵热阻法可以综合考虑各芯片之间的耦合作用,但由于矩阵热阻法试验程序较为复杂,且需要多次换算,从而较容易引入误差。而温度敏感参数法操作简单,测量准确,可以实现实时监测阵列管工作状态下的结温。

高密度外壳倒装焊盘共面性测量方法研究

高密度外壳倒装焊盘的共面性对倒装芯片封装的可焊性、通断性及可靠性会有重大影响。高密度外壳倒装焊盘由于窄节距、数量多、微小厚度及高密度,导致按常规标准方法进行共面性测量时其测量效率极其低下,且测量重复性差、易引入测量误差。在对现有共面性测量方法分析的基础上,提出采用阵列特征部位有效抽样的方法对高密度外壳倒装焊盘进行共面性测量。结合理论、数据分析及试验验证,最终得出四角、中心五阵列特征部位25点有效抽样共面性测量方法能高效且准确获得高密度外壳倒装焊盘的共面性,保证其产品可靠性。

IGBT模块测试适配器设计及寄生电感提取方法

分析了大功率绝缘栅门极晶体管(IGBT)模块测试适配器寄生电感的构成及其形成机理。通过理论分析及Q3D建模仿真叠层母排结构适配器并提取寄生电感,分析适配器寄生电感的计算方式,并通过原装进口适配器与设计制作的适配器进行测试试验,得到两者的寄生电感相当。试验结果表明,叠层母排结构适配器可以有效降低其寄生电感,并且通过IGBT模块开通阶段的波形参数可准确得到适配器的寄生电感。

垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管电学法热阻测试中测试电流的研究

本文针对垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件电学法热阻测试的关键参数——测试电流的影响因素进行研究,测试电流选择恰当与否是热阻测试的先决条件。通过理论分析和三款典型垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件的试验验证,得出一种通过测试电流自升温、测试延迟时间及校温曲线这3个方面有效确定垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件电学法热阻测试时测试电流的方法。

VDMOS功率循环试验中结温在线监测方法研究

提出一种VDMOS器件功率循环试验中的结温在线监测方法,通过研究功率循环试验中的在线测温原理,提出利用功率循环试验中VDMOS器件在导通态下的漏源电流、漏源电压与温度的对应关系以及器件在关断态下的PN结结电压与温度的对应关系进行结温在线测量。设计了结温在线监测系统,试验结果表明,该系统可实现在规定结温变化范围内对VDMOS器件进行功率循环试验并实时在线测量和控制VDMOS器件结温,可在功率循环试验过程中的器件导通态温度上升阶段和关断态温度下降阶段分别对器件结温进行实时监测和控制。

DC/DC单粒子效应的多通道高速测控系统实现

设计了一种多通道高速数据采集测控系统,用于监测DC/DC电源在单粒子试验中发生的单粒子效应。系统基于PXIe总线构建,采用程控仪器组网方式,数据总线传输速率最高达400 MB/s。对DC/DC器件在中科院近代物理研究所的加速器上进行了单粒子效应试验,并利用本测控系统进行单粒子效应检测,结果表明,系统可有效地检测DC/DC电源的单粒子效应。未来,系统可广泛应用于宇航用国产DC/DC电源的考核工作中,应用前景广阔。

微波器件中引线键合强度测试方法研究

微波器件中,为了获得更低的寄生效应,会采用引线平直键合和带状引线键合,这些形式的键合引线采用GJB128A-97和GJB548B-2005的键合强度测试方法及其测试值来判断是否合格,易造成误判。对于微波器件的键合强度测试方法进行了分析和试验验证,并给出了合理的试验条件选择以及判据的修正方法,可应用于鉴定检验考核。