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热电耦合作用下功率器件引脚开裂的机理
被引量：
3
1
作者
高丽茵
李财富
+1 位作者
曹丽华
刘志权
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第20期2169-2177,共9页
在电子产品的小型化的趋势下,电力电子器件所承受的工作温度、电流密度越来越高,这给封装材料提出了严峻的挑战.一种引线框架材料为C194合金的MOSFET器件,在高电流密度的工作环境下服役3~4年后发生了引脚开裂的现象.针对该失效现象,使...
在电子产品的小型化的趋势下,电力电子器件所承受的工作温度、电流密度越来越高,这给封装材料提出了严峻的挑战.一种引线框架材料为C194合金的MOSFET器件,在高电流密度的工作环境下服役3~4年后发生了引脚开裂的现象.针对该失效现象,使用扫描电子显微镜对界面金属间化合物和断口形貌进行了精细的微观表征,确定了电迁移和热迁移的耦合作用是导致引脚开裂的主要原因.具体地,对于器件源极来说,Cu原子的电迁移与热迁移方向相反,且热迁移扩散通量较大,抵消了电迁移的作用从而导致了阳极开裂的反常现象.对于器件漏极来说,Cu原子的热迁移方向与电迁移方向相同,热迁移加速了阴极界面裂纹的萌生与扩展,开裂情况最为严重.为了进一步揭示开裂机理,我们使用电子探针、透射电子显微镜分析发现,在C194合金与金属间化合物界面上,原本弥散分布于C194合金内部的铁晶粒发生了明显的晶粒长大,并富集形成连续层.由于细小铁晶粒组成的富铁层弱化原有的界面结合力,成为薄弱环节.因此,在外加热应力或机械应力下,裂纹总是沿着由铁晶粒形成的富铁层发生开裂.综上,该器件引脚开裂的失效模式为典型的多场耦合作用下的失效形式,相关机理将为产品工艺优化和提高使用寿命提供理论指导.
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关键词
C194合金
引脚开裂
热迁移
电迁移
失效分析
原文传递
温度梯度下SAMs膜对油滴迁移行为控制及减摩效果试验研究
2
作者
纪学成
刘长松
+1 位作者
吴安琪
栗心明
《摩擦学学报（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1043-1049,共7页
采用自组装单分子膜技术以及局部紫外光刻技术相结合的方法,制备了条形润湿性表面,用于解决由温度梯度作用造成的油滴热毛细迁移而导致的接触区域乏油问题.使用高速摄像机以及接触角测量仪,对温度梯度下,液体石蜡在所制备表面与原始不...
采用自组装单分子膜技术以及局部紫外光刻技术相结合的方法,制备了条形润湿性表面,用于解决由温度梯度作用造成的油滴热毛细迁移而导致的接触区域乏油问题.使用高速摄像机以及接触角测量仪,对温度梯度下,液体石蜡在所制备表面与原始不锈钢表面上的迁移速度、迁移距离及接触角进行了对比.结果表明:在不锈钢表面设计的条形图案能够有效地抑制油滴的热毛细迁移现象.将制备表面进一步应用于摩擦磨损试验中,发现所制备表面能使液体石蜡在摩擦的过程中始终汇聚在摩擦接触区,减缓了接触区乏油,能够明显减少摩擦磨损.此研究为解决由油滴热毛细迁移而引起的接触区乏油问题提供了新思路和新方法.
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关键词
自组装单分子膜(SAMs)
温度梯度
热毛细迁移
乏油
减摩
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职称材料
题名
热电耦合作用下功率器件引脚开裂的机理
被引量：
3
1
作者
高丽茵
李财富
曹丽华
刘志权
机构
中国科学院深圳先进技术研究院
中国科学院金属研究所
中山大学材料学院
出处
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第20期2169-2177,共9页
基金
国家重点研发计划重点专项(2017YFB0305700)资助。
文摘
在电子产品的小型化的趋势下,电力电子器件所承受的工作温度、电流密度越来越高,这给封装材料提出了严峻的挑战.一种引线框架材料为C194合金的MOSFET器件,在高电流密度的工作环境下服役3~4年后发生了引脚开裂的现象.针对该失效现象,使用扫描电子显微镜对界面金属间化合物和断口形貌进行了精细的微观表征,确定了电迁移和热迁移的耦合作用是导致引脚开裂的主要原因.具体地,对于器件源极来说,Cu原子的电迁移与热迁移方向相反,且热迁移扩散通量较大,抵消了电迁移的作用从而导致了阳极开裂的反常现象.对于器件漏极来说,Cu原子的热迁移方向与电迁移方向相同,热迁移加速了阴极界面裂纹的萌生与扩展,开裂情况最为严重.为了进一步揭示开裂机理,我们使用电子探针、透射电子显微镜分析发现,在C194合金与金属间化合物界面上,原本弥散分布于C194合金内部的铁晶粒发生了明显的晶粒长大,并富集形成连续层.由于细小铁晶粒组成的富铁层弱化原有的界面结合力,成为薄弱环节.因此,在外加热应力或机械应力下,裂纹总是沿着由铁晶粒形成的富铁层发生开裂.综上,该器件引脚开裂的失效模式为典型的多场耦合作用下的失效形式,相关机理将为产品工艺优化和提高使用寿命提供理论指导.
关键词
C194合金
引脚开裂
热迁移
电迁移
失效分析
Keywords
C194 alloys
open-pin
thermo
-
migration
electro-
migration
failure analysis
分类号
TN386 [电子电信—物理电子学]
原文传递
题名
温度梯度下SAMs膜对油滴迁移行为控制及减摩效果试验研究
2
作者
纪学成
刘长松
吴安琪
栗心明
机构
青岛理工大学机械与汽车工程学院
出处
《摩擦学学报（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期1043-1049,共7页
基金
山东省高等学校青创科技支持计划项目(2019KJB010)
国家自然科学基金项目(51875299)资助。
文摘
采用自组装单分子膜技术以及局部紫外光刻技术相结合的方法,制备了条形润湿性表面,用于解决由温度梯度作用造成的油滴热毛细迁移而导致的接触区域乏油问题.使用高速摄像机以及接触角测量仪,对温度梯度下,液体石蜡在所制备表面与原始不锈钢表面上的迁移速度、迁移距离及接触角进行了对比.结果表明:在不锈钢表面设计的条形图案能够有效地抑制油滴的热毛细迁移现象.将制备表面进一步应用于摩擦磨损试验中,发现所制备表面能使液体石蜡在摩擦的过程中始终汇聚在摩擦接触区,减缓了接触区乏油,能够明显减少摩擦磨损.此研究为解决由油滴热毛细迁移而引起的接触区乏油问题提供了新思路和新方法.
关键词
自组装单分子膜(SAMs)
温度梯度
热毛细迁移
乏油
减摩
Keywords
self-assembled monolayers(SAMs)
temperature gradient
thermo
-capillary
migration
starvation
friction reduction
分类号
TH117.2 [机械工程—机械设计及理论]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
热电耦合作用下功率器件引脚开裂的机理
高丽茵
李财富
曹丽华
刘志权
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
原文传递
2
温度梯度下SAMs膜对油滴迁移行为控制及减摩效果试验研究
纪学成
刘长松
吴安琪
栗心明
《摩擦学学报（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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参考文献
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统计分析
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