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(shí)踐實(shí)驗(yàn)的角度,以大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用Minitab統(tǒng)計(jì)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(yīng)力、抗機(jī)械強(qiáng)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?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
　　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(rèn)為空洞位置離芯片中心越近,結(jié)溫越大;而另一部分人認(rèn)為邊緣空洞影響遠(yuǎn)高于中心空洞。本論文從實(shí)際角度驗(yàn)證了第二種觀點(diǎn)。在同一個(gè)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(gè)空洞面積越大,熱阻越大。而當(dāng)空洞率很大時(shí),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(biāo)器件的SOA大大縮小,并隨著空洞率的上升,SOA相應(yīng)縮小。
　　4.先前的科技工作者在空洞對晶體管抗機(jī)械強(qiáng)度影響方面基本沒有相應(yīng)的研究。本論文從剪切力、跌落試驗(yàn)以及噴砂試驗(yàn)三方面驗(yàn)證了空洞率大的晶體管的抗機(jī)械沖擊性能差這一觀點(diǎn)。
　　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(diǎn)。