功率模块封装器件的界面损伤研究

发布时间：2023-04-02 15:12

　　当今世界,电子产品的更新换代,推动着电子信息技术的发展,极大地促进了人民生活水平的提高,改变着人们的生活工作方式。功率模块封装器件作为电子产品的内部核心器件,其可靠性是保证电子产品整体可靠性的技术关键。过载失效和老化失效是微电子封装器件中的两大类失效机理。由脆性断裂、塑性变形、界面分层等造成的过载失效和由疲劳损伤、蠕变、应力空洞等造成的老化失效,表明过载失效和老化失效均会造成功率模块的界面损伤。研究功率模块的界面损伤对揭示封装器件的失效具有极其重要的意义。针对功率模块封装器件的界面损伤,在过往的研究中,主要集中在器件焊点、焊层和键合引线等运用热循环、功率循环、温湿循环等加速失效方法进行研究。电子器件的日渐发展,使得封装器件的失效和连接形式具有原先不同的特点。其中,振动冲击等一系列动力学激励造成功率模块在界面产生损伤,胶接作为新的粘结形式是功率模块界面损伤的一个新研究点。本文主要通过理论研究、仿真模拟和实验验证等方式,对功率模块封装器件进行了动力学响应的损伤演化和胶接界面的失效预测这两大块内容进行研究,本文的工作成果概括如下:(1)论述了功率模块的研究现状,从过去数十年的多种寿命预测失效...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 针对功率模块粘结合界面动力学响应下寿命的研究现状
        1.2.2 功率模块封装寿命预测理论及方法
        1.2.3 内聚力模型的研究现状
    1.3 本文研究的目的、意义和内容
        1.3.1 研究目的和意义
        1.3.2 研究内容
第2章 胶接形式下粘结层的失效表征
    2.1 引言
    2.2 多线段插值型的内聚力模型
    2.3 DCB实验及其结果分析
    2.4 内聚力模型的反演和表征
    2.5 本章小结
第3章 内聚力模型的研究及其在界面开裂模拟中的应用
    3.1 引言
    3.2 不可逆退化型内聚力模型
    3.3 根据实验确定模型材料属性参数
        3.3.1 棒状试件拉伸实验及其分析和材料属性参数的获取
        3.3.2 DCB试件循环实验及其分析和材料属性参数的获取
    3.4 DCB试件的仿真和实验结果的对比
        3.4.1 基于不可逆退化型内聚力模型的仿真
        3.4.2 DCB循环实验与仿真的对比
    3.5 本章小结
第4章 运用“交替法”计算功率模块寿命
    4.1 引言
    4.2 “交替法”对功率模块的寿命预测
        4.2.1 “交替法”计算方法的提出背景
        4.2.2 “交替法”的具体计算方法
        4.2.3 “交替法”的计算实现
    4.3 基于伪实验的仿真算例
        4.3.1 伪实验的构造及计算
        4.3.2 运用交替内聚力模型的仿真结果
    4.4 对“交替法”的实验校验
    4.5 实验结果和交替法计算结果对比
        4.5.1 有限元分析的前期准备和有限元模型的正确构造
        4.5.2 交替法计算结果与实验的数据对比
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果



本文编号：3779447