基于EMR与V_(eE_peak)组合电参数的IGBT模块封装老化监测

该文提出一种基于电磁辐射干扰(EMR)与V_(eE_peak)组合电参数监测IGBT模块封装老化的方法,旨在监测多种老化同时发生时IGBT模块的健康状态。首先,分析V_(eE_peak)和EMR的产生机理以及模块内部寄生参数对VeE和EMR的影响;其次,分析不同老化对IGBT模块内部寄生参数的影响;最后,结合实验结果证明所提方法的正确性。这是一种不需要复杂监测电路的非侵入式监测方法,可有效降低多种老化耦合对IGBT模块健康状态监测结果产生的误差。

基于电-热-结构耦合分析的SiC MOSFET可靠性研究

作为应用前景广阔的功率器件,SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的可靠性分析至关重要。基于结构几何、材料特性和边界条件的建模方法可以显著缩短失效分析周期。考虑器件电阻随温度变化的特性,构建电-热-结构耦合的有限元模型,针对健康状态及不同失效模式进行温度和应力研究。结果表明,功率循环过程中键合线与芯片连接处受到的热应力最大,焊料层与芯片接触面的边缘位置次之;键合线失效对器件寿命影响最大,且焊料层中心空洞产生的应力大于边缘空洞产生的应力。仿真结果可为提升器件可靠性提供重要参考。

金丝球键合第二焊点的加固工艺与可靠性研究

在厚膜电路中,金丝球键合的第二焊点键合区通常由厚膜金层、铝过渡片、镀镍引线组成。键合区材料的粗糙度、缺陷尺寸及硬度等方面存在差异,对键合设备的输出精度、劈刀形貌和键合参数提出了更高要求。第二焊点采用楔形鱼尾焊工艺,容易存在脱焊、拉力强度不足的问题。因此,采用键合球在焊线上(BBOS)、补短线等工艺加固第二焊点。通过静力学分析、随机振动分析等有限元仿真方法,结合可靠性实验对不同工艺条件下的第二焊点进行分析对比,结果表明,BBOS工艺是最优选择。

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响。研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性。初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度。Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系。高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大。文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949。文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应。

基于失效物理的功率器件疲劳失效机理

在功率器件的长期运行中,不断承受的温度和应力变化,加快了材料的疲劳失效。此外,新能源技术的发展对电力电子变流器的功率密度也提出了越来越高的要求,这些都给高可靠性功率器件的设计提出了新的挑战。失效物理(PoF)是在分析失效过程和疲劳机理的基础上,通过建模和仿真预测可靠性的一种方法,是研究疲劳失效的重要手段。本文首先介绍疲劳失效的基础理论。然后,从实验、仿真方法、解析模型和疲劳方式等方面介绍功率器件键合线和焊料层疲劳机理及主要研究进展,在此基础上,分析功率循环下功率器件的疲劳至失效全过程。最后,从多环境应力、动态载荷工况和可靠性设计三个方面,展望基于失效物理的电力电子可靠性研究方向。

用于可焊性漆包线漆的聚酯多元醇的合成及性能测定

发展了一种聚酯多元醇,可望应用于制备新型的直焊性耐热漆包线漆。采用间苯二甲酸、己二酸、乙醇胺或乙二醇、三乙醇胺或甘油,通过熔融共缩聚合成一系列聚酯多元醇,然后用甲醚化氨基树脂及溶剂混合、配制成溶液,再涂制成漆包线。研究结果表明系列聚酯多元醇的分子量、酸值均符合漆包线漆制备的技术要求;采用乙醇胺代替乙二醇、三乙醇胺代替甘油在聚酯多元醇的合成反应中具有较高的缩聚反应活性,由此制备的聚酯多元醇具有在350℃至400℃的范围内更快速分解和分解残渣较少的特点,采用此聚酯多元醇作为主要成分、涂制的漆包线在400℃至460℃范围内下可直焊,介质损耗曲线的拐点温度可达到162℃、意味着耐热等级较高。

球化剂种类对BGA焊球质量的影响

钎焊球是BGA及μBGA等高密封装技术中凸点制作的关键材料,球化剂种类是影响钎焊球质量的关键因素.在预热温度为500℃和球化温度为280℃,球化剂分别采用机油、重油、硅油和花生油时,采用切丝重熔法制作高密封装用钎焊球.研究了不同球化剂种类对63Sn37Pb钎焊球的球形度和外观形貌的影响.结果表明,花生油作为球化剂时,63Sn37Pb钎焊球的真球度系数值最小,钎焊球越接近真球形状,球形度越好,外观形貌也最好,球化效果最好.重油、硅油次之,机油最差.

锌铝药芯钎焊丝钎焊铝/铜接头性能及组织

采用5种不同成分的锌铝药芯钎焊丝钎焊铝/铜接头,研究钎料成分对接头剪切强度和耐蚀性的影响.研究结果表明:对于同成分的锌铝药芯钎焊丝,采用火焰钎焊的铝/铜接头抗剪强度比炉中钎焊高,Zn80Al20药芯钎焊丝钎焊的铝/铜接头强度最高;随钎料中Al含量降低,铝/铜接头的耐蚀性变差,Zn72Al28药芯钎焊丝钎焊的铝/铜接头耐腐蚀性最好.相同条件下,火焰钎焊铝/铜接头的耐蚀性明显好于炉中钎焊的接头;Zn80Al20药芯钎焊丝钎焊的铝/铜接头钎缝组织呈块状.锌铝药芯钎焊丝中适中的Zn,Al含量有利于使铝/铜接头铜侧界面得到固溶体组织,并避免铝侧母材的过度熔蚀.

电子封装用无卤素免清洗助焊剂的研制

研制了一种新的用于电子封装的无卤素助焊剂,并参考日本工业标准和相关国家标准对其进行了全面的性能测试。结果表明,该助焊剂在可焊性、绝缘性、腐蚀性等方面均符合标准,且具有焊接效果良好、无卤素、无毒、环保,焊后免清洗等优点。

Cu与液态Sn的相互作用(Ⅱ)——金属间化合物生长的SEM观察

用扫描电镜(SEM)研究了Cu与液态Sn的相互作用。观察到了350℃时Cu_6Sn_5的生长突跃和Sn层中化合物生长的形态。以及Sn-Pb合金中随Pb含量增加Cu_6Sn_5生长趋势减弱。

电路板激光钎焊系统

采用激光作为热源对电路板端子进行焊接,在激光聚焦头与电路板之间添加自动送丝机构,对电路板焊盘处进行自动送丝处理。阐述了设备总体结构、自动送丝机构、钎焊工艺流程及实际焊接效果。其中,钎焊工艺流程包括电路板预热处理、自动送丝、锡丝形成液滴、锡滴冷却和形成钎焊接头的过程;重点比较研究了预热和非预热处理的钎焊效果。结果表明,经预热处理焊锡液滴刚好覆盖焊盘,焊点圆滑饱满,无明显缺口,无脱落现象,效果更好。

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%-0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。

钎焊金刚石线锯的制备方法及性能

选用直径为0.2mm的65Mn弹簧钢丝作为线锯基体,采用真空炉中钎焊(以镍基合金粉为钎料)和管式炉中氩气保护钎焊(以银铜钛合金粉为钎料)的方法制备金刚石线锯,对比研究了两种线锯的表面形貌、基体显微组织、力学性能和疲劳性能。结果表明:采用银铜钛合金粉为钎料制备的金刚石线锯性能更优,其抗拉强度为1 132MPa,伸长率为3.27%,疲劳寿命为12h,基体组织为回火索氏体。

无铅焊锡线中无卤素免清洗助焊剂的研制

研制了一种新的用于无铅焊锡线中的无卤素助焊剂,选取芳香族酸、二元羧酸以及有机胺为活性剂主要成分。并参考日本工业标准JIS-Z-3282-2000和相关国家标准GB/T 9491-2002对其进行了全面的性能测试。结果表明,该助焊剂在可焊性、绝缘性、腐蚀性等方面均符合标准。扩展率大于80%;表面绝缘阻抗大于1011Ω;无腐蚀性。且具有焊接效果良好、无卤素、无毒、环保,焊后免清洗等优点。

金丝球焊的工艺质量统计控制

金丝球焊键合工艺作为主要的内部引线互连工艺技术 ,广泛应用于单片集成电路 ( IC)及厚薄膜混合集成电路 ( HIC)中。在批量生产中 ,其键合质量直接影响产品的可靠性 ,文章探讨了在批量生产中如何使用质量统计控制方法对金丝球焊键合工艺进行及时有效的调整控制 ,使其在批量生产中的质量一致性满足产品质量可靠性要求 。

基于改进UNet网络的金丝球焊直径测量研究

提出了一种基于改进UNet网络的金丝球焊焊点精确分割与测量的新方法。改进UNet网络由编码器和解码器两部分构成,其中编码器主要用来提取图像特征,使用在ImageNet数据集上预训练分类网络的卷积模块权重初始化编码器部分,可以在不增加训练数据的情况下,加速网络训练且避免过拟合;解码器主要是结合深层特征和浅层特征以实现精确分割,使用改进的多尺度卷积模块替换原网络中的单尺度卷积模块,使解码器能综合利用不同感受野的特征,进一步提升网络的分割精度。实验结果表明,改进UNet网络与原始UNet网络相比,其测试集分割交并比和F分数分别提升了2.04%和1.58%,且直径测量平均误差从7.734μm降低到1.435μm,满足实际检测需求。

无铅焊锡丝用低含量改性松香型无卤助焊剂

针对现有无铅焊锡丝用助焊剂松香含量过高、含有卤素和残留过多等问题,研制了一种以DL-苹果酸等为主要活性剂组分,以有机溶剂和少量改性松香为载体的新型无铅焊锡丝用助焊剂。测试结果表明:本助焊剂不含卤素,焊后残留较少,表面绝缘电阻达3.6×108Ω,可焊性好,焊点光亮饱满,满足手工焊接的工艺要求。

含微量元素铜焊锡丝的研制

在６０／４０的锡铅焊料中加入０．２％左右的铜，凝固后具有均匀细小的共晶组织，其熔点为１８３℃，焊点强度和扩展率均高于未加铜的６０／４０锡铅焊料，并且含铜的锡铅焊料在焊接时。

压接工艺及装配技巧

主要针对低频连接器压接特点,进行了压接工艺应用研究。在工艺试验的基础上,掌握了压接工艺的关键要素,明确了压接控制要求和控制方法,提出了压接工艺要求。重点讨论了处理屏蔽线时的压接装配技巧,为生产和设计提供参考。

锡-铅-铜焊丝的组织与性能研究

在６０／４０的锡铅焊料中加入０２％左右的铜，凝固后具有均匀细小的共晶组织，其熔点为１８３℃，焊点强度、扩展率及可靠性均比无铜的６０／４０的锡铅焊料高，并且含铜的锡铅焊料在焊接时，对铜烙铁头和微细铜丝具有最小的熔蚀性。