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作者：

李邱尧

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摘要：

在芯片封装过程中,封装材料主要包括引线框架,焊接层,连接线,聚合物等,这些都有可能影响功率金属氧化物半导体场效应晶体管,即功率MOSFET器件的电性能或热性能.从器件散热的角度来说,焊接层质量如空洞比例等是影响功率MOSFET器件散热的重要因素,这进而也会影响器件性能.本文主要研究焊接层单个中心空洞比例对功率MOSFET器件电性能以及热性能的影响. 本次研究中作者采用FAIRCHILD一芯片尺寸为92mil×104mil,封装为T0220的产品,制备了大批具有不同焊接层单个中心空洞比例的样品,针对这些样品进行大量直流特性测试,动态电特性测试,热阻测试以及安全工作区域测试,并从以上几方面综合分析不同的焊接层空洞比例对功率MOSFET器件特性的影响.通过实际测试,研究与分析,得到成果如下: (1)经过测试与比较,发现焊接层单个中心空洞率增大到20%对直流温度敏感参数如击穿电压,导通电阻,阈值电压和寄生二极管导通电压的值几乎没有影响,同时,其不会导致动态电特性参数值异常. (2)热阻Rthjc与单个中心空洞的大小有非常明显的线性比例关系.数据显示,对于本研究采用的封装为T0220,芯片尺寸为x=92mil,y=104mil的产品而言,单个中心空洞比例每增加1%,热阻Rthjc增大0.0384℃/W.而安全工作区域随单个中心空洞的增大而缩小.当脉冲时间为100ms时,单个中心空洞比例为20%的器件与焊接层中几乎没有空洞的器件相比,其安全工作区域缩小了近11%. (3)从焊接层单个中心空洞对功率MOSFET器件电性能与热性能影响的方面考虑,对本产品而言,单个中心空洞的比例不能超过5%. 本论文定量给出了焊接层单个中心空洞比例与器件性能之间的关系,只要知道了焊接层中心空洞比例,便能够判断功率MOSFET器件性能是否合格.并且,本文建议与验证了合理的焊接层单个中心空洞范围.同时,本文的研究为公司控制本产品的单个中心空洞大小提供依据,有效减少质量问题与客户投诉.

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关键词：

焊接层中心空洞 Rthjc 安全工作区域 温度敏感参数 功率MOSFET器件

学位级别：

硕士

DOI：

10.1016/S0002-9610(56)80185-2