基于结构函数的igbt芯片焊接质量分析与研究

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1、工程硕士学位论文基于结构函数的IGBT芯片焊接质量分析与研究作者姓名许炜工程领域集成电路工程校内指导教师李国元教授校外指导教师周斌高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年01月TheAnalysisandStudyofSolderingqualityofIGBTChipBasedonStructureFunctionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XuWeiSupervisor：Prof.LiGuoyuanZhouBinSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China、．＾ＪＮ学校代号：１０５６１学号：２０１３２１０１０２４６华南理工大学硕±学位论文基于结构画数的ＩＧＢＴ巧片焊接质量分析与硏究作者姓名：许巧指导教师姓名、职称：李国元教授．周斌高级工程师申请学位级别：专业硕±工程领域名称；集成电路工程论文形式：□产品研发□工程设计囚应用研究□工程／项目管理□调研报告研究方向：集成电路制造与封装技术论文提交日期’；２０１６年］月１日论文答辩日期：年＾月日学位授予单位；华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员；

3、主席；委员：ｋ命勾郝换华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。３資１作者签名；；日期年＾月少日学位论文版权使用授权书目本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有

4、权保论存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可Ｗ公布学位论文的全部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论一文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：０密，在年解密后适用本授权书。＾保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议全的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂．（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名

5、；曰期；７９寺指导教师签名：日期摘要IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）是当前发展速度最快的功率半导体器件之一。随着IGBT的功率密度增大而且工作环境变得更加复杂，使得IGBT的热可靠性问题变得十分突出。IGBT芯片焊接层是热流传递的关键位置，也是最容易失效部位，其焊接质量的好坏决定了IGBT整体热性能优劣。因此，结合瞬态热测试技术，通过结构函数分析技术诊断器件的典型焊接层的封装缺陷，对研究IGBT可靠性有着重要的意义和应用价值。本文通过实验对共射及共栅测试电路进行对比分析，结果表明共射测试电

6、路,对于IGBT芯片焊接层质量的检测具有更好的适应性。针对不同的热敏参数开展了不同影响因素的实验比较，研究发现，饱和压降V在线性度和电流敏感性方面比栅极电压VGECEsat更有优势。利用红外热像等方法对测试电流的选取原则进行了分析，避免了噪声及自热的影响。论文结合电学法瞬态热测试，对IGBT器件的瞬态热特性进行研究，为结构函数分析芯片焊接质量奠定了基础。针对空洞这一典型封装缺陷，设计了不同空洞类型样品，通过结构函数区分出了IGBT模块封装中芯片及芯片焊接层等信息。通过正常样品与缺陷样品的结构函数的比较，确定了空洞大小及空洞位置，得到了不同空洞位置的空洞率与热

7、阻变化率的关系，同时通过热阻变化率来表征焊接层中的空洞，作为同批次IGBT芯片焊接质量评估的依据。本文提出的基于结构函数分析技术评估IGBT芯片焊接质量方法，在其他方法无法有效地进行无损检测的情况下，可用以帮助进行典型封装缺陷的无损检测，丰富功率器件封装缺陷的无损检测手段。关键词：IGBT；热阻测试；结构函数；空洞；焊接质量IAbstractInsulatedGateBipolarTransistor(IGBT)iscurrentlyoneofthefastestgrowingpowersemiconductordevices.WithIGBTdevicei

8、sbeingaskedforhigherpowerd