Vermogenshalfgeleiders
Welke storing is typisch bij de “power-cycling-test”, waarbij een vermogensmodule herhaaldelijk temperatuurstijging en -daling ondergaat?
- ALosraken van bondingdraden (lift-off) of scheuren in de soldeerlaag door verschillen in thermische uitzettingscoëfficiënt van de materialen
- BVerandering van de kleur van de chip
- CAlleen doorslag van de gate-isolator
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: A. Losraken van bondingdraden (lift-off) of scheuren in de soldeerlaag door verschillen in thermische uitzettingscoëfficiënt van de materialen
In een vermogensmodule verschillen de thermische uitzettingscoëfficiënten van chip (Si ca. 3 ppm/K), aluminiumdraad (ca. 23 ppm/K), soldeer, koper en keramiek. Bij herhaalde temperatuurveranderingen door stroomvoering ontstaat spanning op de grensvlakken, waardoor de verbindingen van de draden loskomen (lift-off) of scheuren in de soldeerlaag ontstaan die de thermische weerstand verhogen. Dit is de belangrijkste factor die de levensduur bepaalt, en het wordt verbeterd met koperdraad, sinterverbindingen en draadloze structuren.