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加强功率模组可靠性,功率循环-量测系统首当其冲

加强功率模组可靠性,功率循环-量测系统首当其冲

加强功率模组可靠性,功率循环/量测系统首当其冲

在可预见的将来,功率电子元件的使用将持续不断的增加。任何需要电力变换、转换或控制等功能都须使用各种形式的功率电子元件。现今功率电子元件已广泛应用于各种不同的行业(图1)。灰色圆圈所代表的是需要使用功率模组的行业,如汽车业(电动车、混合动力车、燃料电池车等其他轮式车)、可再生能源业(太阳能逆变器、风力发电机、太阳能电站、卫星太阳能面板)、铁路设施(引擎元件、牵引控制系统)及高阶马达驱动器。这些功率电子元件一般由多种绝缘闸双极性电晶体(IGBT)或金属氧化物半导体场效电晶体(MOSFET)组成。

图1功率电子元件的应用。灰色圆圈表示须使用大功率模组的行业。在大功率电子行业中,电动汽车、混合动力汽车及其充电站对功率电子元件的需求都有显著增长。

功率元件可靠性挑战倍增

对于使用IGBT或功率MOSFET的用户而言,可靠性是他们关注的首要议题。在这些行业中,产品的高可靠性和长使用寿命尤其重要。用户期望电动车在连续15?20年内不出现任何重大维修问题;而铁路产业则须持续使用至少30年或更久。对于时常派遣维修人员对离岸风力发电机进行维修显然是不可行的,卫星太阳能面板甚至须永久性的使用。热失效是高可靠性无法实现的主因。功率循环会使IGBT晶片端产生的热通过模组,并散发到周围环境中,其产生的应力及热会破坏模组。焊线可能因疲劳老化的原因而脱落或断裂,甚至进一步恶化导致完全失效(图2)。模组的堆叠层,特别是晶片焊接处,会因热-结构应力的作用下而脱层并破裂。在完全失效前,这些模组本可承受上万、甚至数以百万的功率循环次数。

图2IGBT模组产生故障的原因有很多种,包括焊线老化或脱落。

那么,我们如何保证这些模组在其应用领域中能持续使用多年,并耐受成千上万次功率循环呢?这不仅仅是功率电子模组供应商的责任,亦是相关产业供应商皆须克服的难题,无

最新九年级科学-能量转化的量度

第三章能量的转化与守恒 第2节能量转化的量度 一、教材分析 功的概念是本章的教学重点之一,其概念及应用贯穿于全章。通过本节学习,应使学生初步建立功的概念,并学会分析解决一些实际问题,从而为本章以后的学习打下较好的基础。教学中要注重培养学生从功的角度来分析力学现象。通过实验和实例的分析,注重引导学生学习物理的思维过程,使学生受到学习方法的训练。 本节另外一个知识点是需讲明功率的概念,阐明其为比较物体做功快慢的物理量,通过类比讲明什么叫功率,功率的计算公式及单位。同时,结合机器实际的功率值,理解应用过程中怎样选择合适的机器。 二、教学目标 1、认识在什么情况下力对物体做了功,理解做功的两个必要因素。 2、理解用功来量度能的转化多少。 3、知道功的计算公式,知道功的单位,会用功的公式进行简单的计算。 4、知道功率的概念,功率的意义和单位,初步掌握功率的计算方法。 三、教学重点、难点 教学重点:功的概念和做功的两个必要因素,功的计算公式。 功率的概念、功率的计算公式、一些机器或生物体的功率。 教学难点:功的概念。 四、教学准备: 五、课时安排:3课时 六、教学过程设计: 【复习引入】分析在下列情景中,能量如何转化? (1)举重运动员在举起杠铃时;(运动员体内的化学能转化为杠铃的势能) (2)马拉车时;(马体内的化学能转化为车的动能和各种摩擦产生的热能) 提问:在上述的例子中,有多少能量发生了转化?举杠铃和马拉车的速度都影响能量转化的快慢,为了量度能量转化的多少,描述能量转化的快慢,我们需要学习功和功率的有关知识。引出课题 【新课教学】 提问:平时,我们常用力去移动物体,使其位置改变。下面请同学们一起做三个小实验。学生实验1:用手匀速将放在桌旁地面上的书包和4本书分别提到桌面上。 问:两次移动的距离怎样?哪次“累”一些呢?为什么? 生:两次移动的距离相同,提书包“累”一些,因为提书包需较大的拉力。 师:移动相同的距离,需要的力越大越“累”。 学生实验2:用手将放在桌旁地面上的书包分别匀速提到凳子上和桌面上。 问:哪次“累”一些呢?为什么? 生:提到桌面上“累”一些,因为移动的距离较大。

(电子行业企业管理)电子元器件的可靠性筛选

电子元器件的可靠性筛选 本文简述了电子元器件筛选的必要性,分析了电子元器件的筛选项目和应力条件的选择原则,介绍了几种常用的筛选项目和半导体的典型筛选方案设计。 随着工业、军事和民用等部门对电子产品的质量要求日益提高,电子设备的可靠性问题 受到了越来越广泛的重视。对电子元器件进行筛选是提高电子设备可靠性的最有效措施之一。可靠性筛选的目的是从一批元器件中选出高可靠的元器件,淘汰掉有潜在缺陷的产品。从广义上来讲,在元器件生产过程中各种工艺质量检验以及半成品、成品的电参数测试都是筛选,而我们这里所讲的是专门设计用于剔除早期失效元器件的可靠性筛选。理想的筛选希望剔除所有的劣品而不损伤优品,但实际的筛选是不能完美无缺的,因为受筛选项目和条件的限制,有些劣品很可能漏过,而有些项目有一定的破坏性,有可能损伤优品。但是,可以采用各种方法尽可能地达到理想状态。 1 元器件筛选的必要性 电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计,在产品的制造过程中,由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动,最终的成品不可能全部达到预期的固有可靠性。在每一批成品中,总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点,这些潜在的缺陷和弱点,在一定的应力条件下表现为早期失效。具有早期失效的元器件的平均寿命比正常产品要短得多。电子设备能否可靠地工作基础是电子元器件能否可靠地工作。如果将早期失效的元器件装上整机、设备,就会使得整机、设备的早期失效故障率大幅度增加,其可靠性不能满足要求,而且还要付出极大的代价来维修。因此,应该在电子元器件装上整机、设备之前,就要设法把具有早期失效的元器件尽可能地加以排除,为此就要对元器件进行筛选。根据国内外的筛选工作经验,通过有效的筛选可以使元器件的总使用失效率下降1 - v 2个数量级,因此不管是军用产品还是民用产品,筛选都是保证可靠性的重要手段。 2 筛选方案的设计原则

九年级上第三章能量转化的 量度(功和功率)练习

3.3 能量转化的量度 一、基础检测: 1. 科学上规定,力对物体做功包含两个必要因素:一是 ,二是 。 功的计算公式为 ,功的单位是 。 2. 一只箱子重500牛,某同学用100牛的水平推力使之在水平地面上前 进了5米,则推力对箱子做了 的功,重力对箱子做的功为 。 3、下面几种情况下,哪些力做功,哪些力没有做功?填在题后的空格 内。 (1)牛拉着犁在水平田里前进,牛的拉力 。 (2)人提着水桶水平移动,则人的提力 。 (3)跳水运动员从10米高的跳台跳下,则人的重力 。 (4)铅球在水平地面上滚动了1米后停下,则铅球的重力 。

A吊车把汽车吊起 B人推着车在水中走 C缆车在操作索的作用下向上运动 4、A、B、C是三种完全不同的现象,但可以发现它们有着共同的特点: 一是 ,二是 。在A现象中是 对 做了功;在B现象中是 对 做了功;在C现象中是 缆车操纵索的拉力对缆车做了功。由此可见,做功需要 和 两个必要因素。 5、上题中的三种做功过程中,大吊车提货物是将 能转化为 能;人推车是将 能转化为 能;缆车运动是将 能转化为 能。 6、做功的过程实质上是 的过程。功的单位是 ,能 量的单位是 。 7、如图所示,某人用20牛的力推着重300牛的小车在水平地面上匀速前 进10米,则人的推力对小车做了 焦的功,小车的重力做了 焦的功。该人有 焦的 能转化为 。 8.如图所示的四幅图是小新提包回家的情景,小新提包的力不做功的 是 ( ) 第1题图 9.下面所叙述的几种情况,哪种情况下的力对物体做了功 ( )A.用力举高重物后,使重物在空中不动 B.手提重物在水平路面上匀速移动 C.被抛出去的小球,在光滑水平面上运动 D.汽车在牵引力的作用下,在粗糙的公路上匀速行驶了一段距离 10.下列关于力对物体做功的说法,正确的是 ( ) A.重10牛的物体下落5米,重力做功50焦

IGBT可靠性测试方法

I G B T可靠性测试方法 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

I G B T可靠性测试方法 IGBT的寿命通常长达数十年,因此倘若不采取特殊的测试手段而使器件在正常情况下工作直至失效是不现实的,寻求一种有效地测试手段就显得非常必要。通常的测试手段有加速寿命测试(HALT,HighLyAcceLeratedLifeTest),HASS(HighLyAcceLeratedStressScreen)、功率循环、温度循环几种。本文着重介绍功率循环和温度循环测试方法。 功率循环测试 在给定的温度和循环次数条件下,收集工作中器件的相关参数。在测试前,器件的工作温度已经被调节到合适的点并且器件已经上电。功率循环可以通过以下几种方式实现[7]; a)恒功率:对于任何单个器件,功率在加热期间置为预先设定的值,在关断 期间要么不加功率负载。这通常涉及开环控制,预先设定的值也会因散热区别而异; b)变功率:为了使散热达到最快的速率,在加热或散热期间功率出于变化状 态,此模式下闭环控制很受人们亲睐; c)恒散热:同恒功率相匹配,散热要么控制在预先设定的值(散热期间或整 个测试期间),要么关断(加热期间),此模式为开环控制; d)变散热:在加热或散热期间,散热的速率是变化的。此模式可增加循环速 率。 图1是恒功率/恒散热和变功率/恒散热测试的对比。 图1功率循环方式 温度循环测试 将器件放在温度控制箱中,不断调节温度箱内的温度如图2所示。通常情况下,实验将高温条件设为150℃,放置20分钟,低温设为-40℃,放置20分钟,常温25℃,放置10分钟。温度变化的步长大约10℃每分钟[10]。 图2温度循环测试方式 IGBT失效判定标准[9]

电子产品可靠性设计总结V1.1.0

电子产品可靠性设计总结V1.1.0 一、 印制板 ㈠,数据指标 1,印制板最佳形状是矩形(长宽比为3:2或4:3),板面大于200*150mm时应考虑印制板所承受的机械强度。 2,位于边沿附近的元器件及走线,离印制板边沿至少2mm,以防止打耐压不过。 3,焊盘尺寸以金属引脚直径加上 0.2mm 作为焊盘的内孔直径。例如,电阻的金属引脚直径为 0.5mm,则焊盘孔直径为 0.7mm,而焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm,最小应该为焊盘孔径加1.0mm。 4,常用的焊盘尺寸 焊盘孔直径/mm 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 焊盘外径/mm 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4 5,元器件之间的间距要合适,以防止焊接时互相遮挡,导致无法焊接。 6,走线和元器件与边界孔、固定孔之间的距离要足够的大,以防止无法添加平垫和螺丝,也可防止可耐压时不能通过。 7,PCB板的尺寸要与相关的壳子相匹配,固定孔之间的位置也要与要关的壳体固定位置相适合。 8,尽量用贴片元件,尺可能缩短元件的引脚长度。(地线干扰) ㈡,设计方法 1,保证PCB板很好的接地。(信号辐射) 2,屏蔽板尽量靠近受保护物体,而且屏蔽板的接地必须良好。(电场屏蔽) 3,易受干扰的元器件不能离得太近。(元件布局) ㈢,注意事项 1,以每个功能电路为核心,围绕这个核心电路进行布局,元件安排应该均匀、整齐、紧凑,原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。 2,使用敷铜也可以达到抗干扰的目的,而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。填充为网格状,以散热。 3,包地。对重要的信号线进行包地处理,可以显著提高该信号的抗干扰能力,当然还可以对干扰源进行包地处理,使其不能干扰其它信号。 4,严格确保元器件的焊盘大小足以插入元器件。各个元件间的距离不能太近导致元器件无法放下或无法焊接。 5,尽量少用过孔。 6,画完印制板图后,看看每个元器件的标号的方向正否统一。 7,元器件的标号不能画在其它元器件的焊盘内,也不能被其它原器件挡住。 8、接口应有文字说明其接口功能定义。 9、安装孔周围应不能走线,防止螺丝与信号线短接。 二、 PCB走线 ㈠,数据指标

√MOS器件及其集成电路的可靠性与失效分析

MOS 器件及其集成电路的可靠性与失效分析(提要) 作者:Xie M. X. (UESTC ,成都市) 影响MOS 器件及其集成电路可靠性的因素很多,有设计方面的,如材料、器件和工艺等的选取;有工艺方面的,如物理、化学等工艺的不稳定性;也有使用方面的,如电、热、机械等的应力和水汽等的侵入等。 从器件和工艺方面来考虑,影响MOS 集成电路可靠性的主要因素有三个:一是栅极氧化层性能退化;二是热电子效应;三是电极布线的退化。 由于器件和电路存在有一定失效的可能性,所以为了保证器件和电路能够正常工作一定的年限(例如,对于集成电路一般要求在10年以上),在出厂前就需要进行所谓可靠性评估,即事先预测出器件或者IC 的寿命或者失效率。 (1)可靠性评估: 对于各种元器件进行可靠性评估,实际上也就是根据检测到的元器件失效的数据来估算出元器件的有效使用寿命——能够正常工作的平均时间(MTTF ,mean time to failure )的一种处理过程。 因为对于元器件通过可靠性试验而获得的失效数据,往往遵从某种规律的分布,因此根据这些数据,由一定的分布规律出发,即可估算出MTTF 和失效率。 比较符合实际情况、使用最广泛的分布规律有两种,即对数正态分布和Weibull 分布。 ①对数正态分布: 若一个随机变量x 的对数服从正态分布,则该随机变量x 就服从对数正态分布;对数正态分布的概率密度函数为 222/)(ln 21 )(σμπσ--?=x e x x f 该分布函数的形式如图1所示。 对数正态分布是对数为正态分布的任 意随机变量的概率分布;如果x 是正态分布 的随机变量,则exp(x)为对数分布;同样, 如果y 是对数正态分布,则log(y)为正态分 布。 ②Weibull 分布: 由于Weibull 分布是根据最弱环节模型 或串联模型得到的,能充分反映材料缺陷和 应力集中源对材料疲劳寿命的影响,而且具 有递增的失效率,所以,将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强 度模型是合适的;而且尤其适用于机电类产品的磨损累计失效的分布形式。由于它可以根据失效概率密度来容易地推断出其分布参数,故被广泛地应用于各种寿命试验的数据处理。与对数正态分布相比,Weibull 分布具有更大的适用性。 Weibull 分布的失效概率密度函数为 m t m t m e t m t f )/()(ηη--?= 图1 对数正态分布

能量的相互转化及转化的量度

能量的相互转化及转化的量度2 1.小明用100 N的力将重80 N的铅球掷出7 m远,则铅球抛出后的运动过程中,人对铅球所做的功是 A.0 B.700 J C.560 J D.1 260 J 2.用大小不同的甲、乙两个力拉同一物体,两力所做的功W与这两个力的方向上移动的距 离s的关系图像如图,由图可知,甲乙两个力的大小关系是 A.F甲>F乙 B. .F甲<F乙 C. F甲=F乙 D.条件不足,无法比较 3.司机师傅很轻松地转动方向盘就能改变汽车的行驶方向,为什么会有这样的效果呢?同学们利 用如图所示装置进行了研究,用弹簧测力计拉着绕在大轮上的细绳向上运动时,小轮绕着共同的 轴心转动可以提升物体。要使挂在小轮上重力为2N的物体匀速上升10cm,则测力计的示数为 0.8N,上升距离为30cm。由此可知,利用此装置可以(选填省力或省功),其机械 效率是。 4.学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心 下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如图。则此过程重力做的功为 J,重力做功的 功率为 W。 5.为了参加义乌市中学生承重塔制作比赛,某校进行了选拔。丁丁同学用横截面积为0.06cm2的均匀竹签等材料制成了一个质量为60g、高为50cm的三棱柱形承重塔。,(总共只有3根竹签与地面接触,g取10N/kg) 求:(1)把放在地面上的3kg物体放到承重塔上时至少需要做多少功? (2)放上该物体后承重塔对地面的压强是多少? 6.某人乘坐出租车在平直公路上匀速行驶,出租车的牵引力为3×103牛,右为他乘车到达目的地时的车费发票。求: (1)出租车行驶的时间。 (2)出租车行驶的速度。 (3)出租车在这段时间内所做的功。

半导体器件封装的可靠性研究

无锡工艺职业技术学院电子信息工程系 毕业设计论文 半导体器件封装的可靠性研究 专业名称应用电子技术 学生姓名 学号 指导教师鲍小谷 毕业设计时间2010年2月20日~6月12日

半导体器件是经过衬底制备、外延、氧化、光刻、掺杂、封装等工序做出来的。但要保证做出的产品在正式生产后可以让顾客使用,且安全可靠、经久耐用,就必须在研究发展期间就将可靠度设计于产品质量中,因此试验的工作是不可少的。 试验是评估系统可靠度的一种方法,就是将成品或组件仿真实际使用环境或过应力的情况下予以试验,利用过程中失效之左证数据来评估可靠度。当然佐证资料越多,对所估计的可靠度信心也越大,可是人们又不希望采用大量样本来进行试验。若不做试验或做某种程度的试验,就根本不知道产品可靠的程度。 本文主要介绍了可靠性试验在半导体器件封装中是怎样使用的,从而来突出可靠性试验在封装中起着很重要的作用。 关键词:半导体器件;封装类型;可靠性;试验 Abstract Semiconductor substrate after the preparation, epitaxy, oxidation, lithography, doping, packaging and other processes done. However, to ensure that products made after the official production for customers to use, and safe, reliable, and durable, it is necessary to research and development in reliability during the design will be in product quality, and therefore the work of test is indispensable. Trial is to assess the system reliability of the method is that simulation will be finished products or components of the actual use of the environment or the circumstances have to be stress test, using the process of failure data to assess the reliability of proof. Of course, the more supporting information, the reliability of the estimate the greater the confidence, but people do not want to adopt a large number of samples tested. Do not test or do some degree of testing, simply do not know the extent of product reliability. This paper introduces the reliability test in semiconductor devices is how to use the package, and thus to highlight the reliability test in the package plays a very important role. Key words: Semiconductor devices; Package type; Reliability; Trial

高中物理公式功和能(功是能量转化的量度)

高中物理公式-功和能(功是能量转化的量 度) 1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角} 2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量, g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)} 3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb} 4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)} 5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)} 6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P 平:平均功率} 7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f) 8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流 (A)} 9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 10.纯电阻电路中 I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v: 物体瞬时速度(m/s)} 12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)} 13.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)} 14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化 ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)} 15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少; (2)O0≤α<90O 做正 功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力 的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功); (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少 (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)

浙教版-科学-九年级上册-能量转化的量度 练习

第三章《能量的转化与守恒》复习题 一、能量的相互转化 1、常见的能有: 2、自然界中各种形式的能量都不是的,各种能量会发生相互或 3、说出下列现象中能量的转化过程: (1) 下降的雨滴(2) 青蛙跳跃 (3) 木柴燃烧(4) 电灯发光 (5) 手机充电(6) 植物生长 (7) 水力发电(8) 电风扇转动 4.火力发电时能量的转化过程是 ( ) A.热能→化学能→机械能→电能 B.化学能→热能→机械能→电能 C.化学能→机械能→热能→电能 D.热能→机械能→化学能→电能 09浙台)3.台州的能源结构日趋多样化,其中利用化学能转化为电能的是C A.临海括苍风力发电场 B.温岭江厦潮汐电站 C.玉环华能火力发电厂 D.仙居下岸水力电站 二、能量转化量度 1.功的两个必要因素:,。 2.功的计算公式:.功的单位: 3.功率 (1)功率是反映物体的物理量。 (2)功率的定义: (3)功率的计算公式: (4)功率的单位:常用单位还有: (5)1千瓦= 瓦1兆瓦= 瓦 人步行的功率约70瓦,表示:。 1、分析下列情况是否做功 A、叉车举起货物 B、、直升机吊起架电线的铁塔 C、小红提水沿水平面前进了100米, D、工人背着工具乘电梯从1楼到3楼 E、李刚用力推但没有推动大石块 2、用10牛竖直向上的拉力,使放在水平地面上重力为8牛的物体竖直向上移动了2米,则拉力做 功为() A.36焦B.20焦C.16焦D.4焦3、一个人用同样大小的水平方向的力拉木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面前进相同的距离.关于拉力所做的功,下列说法中正确的是() A.在粗糙地面上做功较多B.在光滑地面上做功较多 C.物体运动快的,做功较多D.两次做功一样多 4、关于功和功率,下列说法正确的是………………( ) A.机器做功少,功率一定小B.功率小的机器做功不一定慢。 C.功率大的机器做功一定快D.功率大的机器一定比功率小的机器做功多 5、跳绳是一项很好的健身运动。某同学作了相关的测量:小军的体重为400牛,跳起时重心升高的高度平均为0.02米,则小军跳一次做功焦;若小军1分钟跳150次,则小军跳绳时的功率为瓦 (09浙丽)6. 青少年在安静思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的2小时内,心脏做功约为▲ J,用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高▲ m。 (g取10N/kg)(09浙嘉)36.沪杭高速铁路日前正式开工建设,嘉兴一村民的别 墅正好位于规划线路上,为了节约拆迁成本,他采用了整体平移 的新技术,为“高铁”建设让路,见右图。 (1)平移过程中,用推力为4×106牛的机械推动别墅缓慢平移 了50米,机械对别墅做了多少功? (2)这幢别墅质量达2×106千克,而地面能承受的最大压强不能超 过5×105帕,为防止房屋下陷,支承面至少要多大面积?(g=10 牛/千克) 三、简单机械 1、杠杆:叫做杠杆。 2、杠杆的五要素: 3、杠杆平衡: 4、杠杆平衡原理:,即 5、杠杆的分类 (1)L1>L2时,叫,其特点是省了但费了。如 (2)L1<L2时,叫,其特点是费了但省了。如 (3)L1=L2时,叫,其特点是不省也不费,不省也不费。如 6、滑轮 (1)定滑轮是杠杆,不省,但可以改变。 (2)动滑轮是杠杆,使用动滑轮可以省力但。 (3)滑轮组既能省力又能改变力的方向。重物和动滑轮的总重力由几段绳子承担,提起重物所用的力就是总重力的:F= ,拉力所通过的距离为物体上升距离的几倍。 7\机械效率 (1)有用功:我们把必须要做的这部分功。 (2)额外功或无用功:不需要,但又不得不做的那部分功。

电子元器件的可靠性

电子元器件的可靠性(第一章:可靠性试验) ■何谓可靠性技术? 可靠性技术究竟是什么。首先从这点开始做如下介绍。 可靠性技术也称为技术故障,是一项通过对产品故障发生的原因进行分析、评价并理解后,提高产品可靠性的技术。反过来说,也可以称之为制造故障技术。 ※故障产品与不合格产品的区别 ?不合格产品是指生产时就已经不合格的产品。 ?故障产品是指生产时为合格品,但因时间较长而变成不合格产品。 使合格产品成为不合格产品的过程,称为可靠性技术。 发生故障的原因,大致可分为以下3类。 ①产品本身存在的潜在因素(因) ②因使用环境中的热度、湿度等外在因素(外因) ③自然老化 ■何谓故障? 在前章节中,我们提到"可靠性技术也称为技术故障",但实际上故障也分为很多种。以下是表示故障发生率与时间的相关性表格,称之为故障率曲线(浴盆曲线)。

产品随着时间变化,分为初期故障/偶发故障/磨耗故障3个阶段,其相应的故障产生原因也各不相同。 【初期故障】产品在使用早期发生的故障,随着时间的推移,故障率逐渐减少。其主因可能是由于潜在的缺陷,需要通过完善设计/甄选工程及零件筛选等措施预防故障发生。 【偶发故障】初期故障稳定后,会进入偶发故障阶段。主要是由于雷电、产品跌落等突发事件引起的,与时间推移无关,基本可以维持一定的故障率。我们的目标是通过预防生产工程上的偶发性缺陷以及控制使用环境的过度波动,使故障率接近于零。 【磨耗故障】偶发故障阶段后,随着时间的推移,故障率又会增加。此时的主要原因是由于产品磨耗、损耗引起的,也可视为产品使用寿命已尽。 如上所述,故障也分为几种,而其相应诱因也各不相同。为确保质量,如何正确判断其诱因,以及选择正确的验证方法(可靠性试验)尤为关键。 ■何谓可靠性试验? 接下来对可靠性试验进行说明。可靠性试验是为预测从产品出厂到其使用寿命结束期间的质量情况。选定与市场环境相似度较高的环境应力后,设定环境应力程度与施加的时间,主要目的是尽可能在短时间,正确评估产品可靠性。 其次,试验中有不同的试验项目。存在并非单一型应力,而是复合型环境应力的试验及以故障机理角度开发出来的试验方法等等。 下面列举若干与电子产品相关的主要的几种可靠性试验。

碳化硅功率器件可靠性综述 (1)

碳化硅功率MOSFET可靠性综述 陈思哲 1.碳化硅功率器件的提出 过去的几十年间,电力电子器件在结构设计,工艺流程以及材料品质等方面取得了长足的进步。然而,与此同时,技术的进步也使得传统硅基器件在许多方面已逼近甚至达到了其材料的本证极限,如电压阻断能力,正向导通压降,器件开关速度等。近二十年里,这样的事实和随之而来的紧迫感使得电力电子技术人员不断寻求一种新的方法,以获得更为优异的器件特性,更高的功率密度以及更低的系统能耗。其中,人们最为期待是使用宽禁带半导体材料代替硅制备功率器件[1]。 相比于其他宽禁带半导体材料(如GaN等),碳化硅(SiC)所具有的一个先天优势是可以形成自然的氧化层(SiO2),这使得碳化硅器件可轻易的继承在硅器件中已广泛使用的金属-氧化物-半导体(MOS)结构以及相关技术。目前,以碳化硅为基底电力电子功率器件研究方兴未艾。相比于传统的硅材料,碳化硅材料具有的优势包括:10倍以上的电场承受能力,3倍左右的禁带宽度,以及大于3倍的导热系数等。极高的电场承受能力使得碳化硅功率器件具有很薄的衬底和较高的掺杂浓度,更大的禁带宽度使得它能够工作在更高的温度下并有强的抗辐射能力。而碳化硅材料的高导热系数(4.9℃/W)则意味着更为迅速的热量耗散,即器件可以承受更高的功率密度和工作温度。不过,虽然使用碳化硅材料制备电力电子功率器件前景广阔,相关器件的可靠性,尤其是长期工作的可靠性一直是人们关注的重点。 本篇文章主要讨论碳化硅器件,特别是碳化硅功率MOSFET的可靠性以及相关问题。功率MOSFET是一种使用金属-氧化物-半导体结构控制器件表面电流通断的一种电力电子器件,具有开关速度快,驱动简单等特点,目前已广泛应用于中低压电力变换装置中。而若改用碳化硅材料,则可使制得的MOSFET器件阻断电压大幅提升,并保持较低的导通阻抗,从而有望取代目前占领中高压市场的IGBT器件。然而,值得注意的是,虽然碳化硅展现了出众的电学和物理学特性,但相关器件在设计和制备中出现的一系列问题是我们无法回避的。尽管大部分可归咎于材料和器件工艺的不成熟,并能够通过长期的研究加以解决,另一些可能是使用这种材料所带来的根本性缺陷。在下文中,作者将针对这些问题展开讨论。

[电子行业企业管理]电子元器件的可靠性筛选

(电子行业企业管理)电子元器件的可靠性筛选

电子元器件的可靠性筛选 本文简述了电子元器件筛选的必要性,分析了电子元器件的筛选项目和应力条件的选择原则,介绍了几种常用的筛选项目和半导体的典型筛选方案设计。 随着工业、军事和民用等部门对电子产品的质量要求日益提高,电子设备的可靠性问题 受到了越来越广泛的重视。对电子元器件进行筛选是提高电子设备可靠性的最有效措施之一。可靠性筛选的目的是从一批元器件中选出高可靠的元器件,淘汰掉有潜在缺陷的产品。从广义上来讲,在元器件生产过程中各种工艺质量检验以及半成品、成品的电参数测试都是筛选,而我们这里所讲的是专门设计用于剔除早期失效元器件的可靠性筛选。理想的筛选希望剔除所有的劣品而不损伤优品,但实际的筛选是不能完美无缺的,因为受筛选项目和条件的限制,有些劣品很可能漏过,而有些项目有一定的破坏性,有可能损伤优品。但是,可以采用各种方法尽可能地达到理想状态。 1元器件筛选的必要性 电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计,在产品的制造过程中,由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动,最终的成品不可能全部达到预期的固有可靠性。在每一批成品中,总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点,这些潜在的缺陷和弱点,在一定的应力条件下表现为早期失效。具有早期失效的元器件的平均寿命比正常产品要短得多。电子设备能否可靠地工作基础是电子元器件能否可靠地工作。如果将早期失效的元器件装上整机、设备,就会使得整机、设备的早期失效故障率大幅度增加,其可靠性不能满足要求,而且还要付出极大的代价来维修。因此,应该在电子元器件装上整机、设备之前,就要设法把具有

电子元器件的可靠性

电子元器件的可靠性

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电子元器件的可靠性(第一章:可靠性试验) ■何谓可靠性技术? 可靠性技术究竟是什么。首先从这点开始做如下介绍。 可靠性技术也称为技术故障,是一项通过对产品故障发生的原因进行分析、评价并理解后,提高产品可靠性的技术。反过来说,也可以称之为制造故障技术。 ※故障产品与不合格产品的区别 ?不合格产品是指生产时就已经不合格的产品。 ?故障产品是指生产时为合格品,但因时间较长而变成不合格产品。 使合格产品成为不合格产品的过程,称为可靠性技术。 发生故障的原因,大致可分为以下3类。 ①产品本身存在的潜在因素(内因) ②因使用环境中的热度、湿度等外在因素(外因) ③自然老化 ■何谓故障? 在前章节中,我们提到"可靠性技术也称为技术故障",但实际上故障也分为很多种。以下是表示故障发生率与时间的相关性表格,称之为故障率曲线(浴盆曲线)。

产品随着时间变化,分为初期故障/偶发故障/磨耗故障3个阶段,其相应的故障产生原因也各不相同。 【初期故障】产品在使用早期发生的故障,随着时间的推移,故障率逐渐减少。其主因可能是由于潜在的缺陷,需要通过完善设计/甄选工程及零件筛选等措施预防故障发生。 【偶发故障】初期故障稳定后,会进入偶发故障阶段。主要是由于雷电、产品跌落等突发事件引起的,与时间推移无关,基本可以维持一定的故障率。我们的目标是通过预防生产工程上的偶发性缺陷以及控制使用环境的过度波动,使故障率接近于零。 【磨耗故障】偶发故障阶段后,随着时间的推移,故障率又会增加。此时的主要原因是由于产品磨耗、损耗引起的,也可视为产品使用寿命已尽。 如上所述,故障也分为几种,而其相应诱因也各不相同。为确保质量,如何正确判断其诱因,以及选择正确的验证方法(可靠性试验)尤为关键。 ■何谓可靠性试验? 接下来对可靠性试验进行说明。可靠性试验是为预测从产品出厂到其使用寿命结束期间的质量情况。选定与市场环境相似度较高的环境应力后,设定环境应力程度与施加的时间,主要目的是尽可能在短时间内,正确评估产品可靠性。 其次,试验中有不同的试验项目。存在并非单一型应力,而是复合型环境应力的试验及以故障机理角度开发出来的试验方法等等。 下面列举若干与电子产品相关的主要的几种可靠性试验。

宽禁带功率MOSFET半导体器件的研究进展

宽禁带功率MOSFET半导体器件的研究进展半个世纪以来,功率半导体器件得到长足发展,极大地促进了电力电子技术的进步,而功率半导体器件的发展主要基于整个微电子领域的基石——硅材料。19世纪80年代以来,硅材料本身的物理特性对硅基功率器件性能的限制被认识得越来越清晰。 实现低导通电阻的方法是提高材料的临界击穿电场,也就是选择宽禁带的半导体材料。根据更符合实际应用,以及综合考虑功率器件的导通损耗、开关损耗和芯片面积等因素的估算,碳化硅、氮化镓和金刚石功率器件大大降低了损耗和器件面积,新型宽禁带半导体材料将引发功率器件的巨大进步。 同时,以碳化硅、氮化镓和金刚石为代表的宽禁带半导体材料具有较大的电子饱和速度,可以应用于射频器件领域。碳化硅和金刚石具有较高的热导率,适用于对需要耗散较大功率并且半导体芯片热阻是系统热阻一个重要组成部分的大功率应用领域。 基于材料的优越性能,宽禁带半导体功率器件受到广泛关注和深入研究。由于其器件性能的优势基本来源于材料本身,所以宽禁带半导体材料的研究是新型功率器件研究首先要面临的挑战。 2.碳化硅功率器件 碳化硅SiC、氮化镓GaN和金刚石是典型的宽禁带半导体材料。基于碳化硅材料的功率器件经过了长时间研究,已经具有较高的成熟度和可靠性。2004年,Cree公司成功研发微管密度低于10cm-2的高质量3英寸4H-SiC材料,并投放市场。2007年,该公司又推出了4英寸零微管密度的4H-SiC材料,可用于制作大尺寸的高功率器件。 目前Cree公司、II-VI公司、Dow Corning公司和Nippon Steel已经批量生产4英寸碳化硅晶圆。2010年业界发布了6英寸的碳化硅晶圆。150mm的晶圆毫无疑问会降低碳化硅器件制造成本,并且为4H-SiC功率器件的发展提供坚实基础。 2.1 碳化硅功率二极管

高中物理功和能(功是能量转化的量度)公式大全

高中物理功和能(功是能量转化的量度)公式大全 功和能(功是能量转化的量度) 1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角} 2.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)} 3.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量, g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)} 4.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b 之间电势差(V)即Uab=φa-φb} 5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)} 6.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)} 7.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率} 8.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f) 9.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)} 10.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加

速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)} 11.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)} 12.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 13.纯电阻电路中 I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化 ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)} 15.机械能守恒定律:ΔE=0或 EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体 重力势能增量的负值)WG=-ΔEP 注: (1)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式); (2)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化 多少;

提高电子元器件使用可靠性的方法

万方数据

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提高电子元器件使用可靠性的方法 作者:于迎, YU Ying 作者单位:中国电子科技集团公司第28研究所 刊名: 环境技术 英文刊名:ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY 年,卷(期):2008,26(4) 被引用次数:0次 参考文献(4条) 1.陆延孝.郑鹏洲可靠性设计与分析 1995 2.GJB/Z 299B-1998.电子设备可靠性预计手册 1998 3.GJB/Z 35-1993.元器件降额准测 1993 4.杨吉祥数据域测试技术及仪器 1990 相似文献(10条) 1.会议论文张景源.韩勤军用电子元器件标准与军用电子元器件可靠性1998 该文依据军用电子元器件标准和规范对两种可靠性保证要求表征方法进行认真分析,对固有可靠性的评价方法提出了探索性意见。 2.期刊论文黄苏萍电子元器件可靠性与检测筛选-中国新技术新产品2010(4) 电子元器件是电子设备的基础,是保证电子设备高可靠的基本资源,其可靠性直接影响设备的工作效能的充分发挥.电子元器件是电子设备、系统的基础.随着电子技术的发展,电子元器件在设备中应用数量逐渐增多,对电子元器件的可靠性也提出了越来越高的要求.本文介绍了元器件可靠性的重要性及利用仪器设备对元器件的电参数特性曲线判断其早期失效. 3.会议论文牛付林.吴文章超声波检测技术在研究电子元器件可靠性的应用2003 超声波检测技术在进行电子元器件可靠性研究方面逐渐表现出了很大的优势,本文从超声波检测技术的原理说起,分析了该技术在保证电子元器件质量,提高产品可靠性方面的优势,通过大量的实验证明该技术必将有其广阔的应用前景. 4.会议论文彭苏娥.陈光炳电子元器件可靠性工艺控制技术探讨2001 本文根据我国电子元器件目前的生产情况,分析了制造过程产生工艺波动、影响产品质量与可靠性的原因,以及工艺因素与产品主要失效模式的相关性,并针对这些影响因素,探讨了在生产工艺上进行可靠性控制的技术和方法.为了更好地对元器件生产工艺实施全面、有效的控制,本文提供了进行产品可靠性工艺控制的基本程序供参考. 5.学位论文杨少华电子元器件的贮存可靠性研究2006 电子元器件贮存状态下的可靠性,对于“长期贮存,一次使用”的军用电子装备而言,具有重要意义。通过开展电子元器件的长期贮存试验,对其进行考核和评价,使之能为装备可靠性设计提供参考、依据和基础数据,是一项重要的任务。 首先,介绍了贮存状态下环境应力对电子元器件的影响。详细论述了热效应、化学效应、及辐射损伤等对器件的影响。器件内部材料的热不匹配是热应力产生的内因,贮存环境温度变化是外因。化学效应能对器件的外引线、封装、及芯片内部的金属化系统、金-铝接触、内引线等造成腐蚀。 其次,论述了电子元器件两种贮存可靠性评价的方法:自然贮存评价和加速应力评价,同时也详细介绍了本研究的试验方案。根据目前的试验结果,总结了失效率数据,同时也统计分析了器件在贮存期间性能变化,以及不同贮存地区之间非工作可靠性的差异。 第三,研究了电子元器件贮存状态下的失效模式和失效机理。试验结果表明,腐蚀、键合缺陷和贴装失效是造成器件非工作失效的主要原因。并根据试验中暴露的失效模,分析原因、提出了相应的设计改进措施,以提高其固有可靠性。 最后,试验数据的处理以及寿命预测方法的研究一直是本研究的难题,至今国内外没有成熟的方法和标准可以参考,这里借鉴了其他方法在预测上的应用,引入灰色系统理论和BP神经网络模型来处理试验数据,预测其贮存寿命。预测结果表明具有一定的准确性。这在寿命预测方法上进行了新的探索,但是它是建立在数据统计基础上的,应进一步考虑与失效物理模型的相结合。 6.期刊论文王芳萍.WANG Fang-ping某型航空用超期电子元器件的使用问题探讨-电子产品可靠性与环境试验2009,27(6) 长期以来,航空电子元器件的超期使用问题一直都是航空电子产品可靠性研究的一个重要课题.从元器件的固有可靠性和使用可靠性两个方面,对CBCB118双达林顿管在某型航空产品上的使用问题进行了分析和探讨. 7.会议论文杨丹.恩云飞.黄云电子元器件的贮存可靠性及评价技术2004 贮存可靠性是元器件可靠性研究的重要方面.阐述了国内外元器件的贮存可靠性研究现状,从应用性角度出发,对现场贮存、长期自然贮存试验、极限应力、加速贮存寿命试验等贮存可靠性评价技术进行了对比分析. 8.会议论文于迎提高电子元器件使用可靠性的方法2006 本文针对实际工作中元器件使用可靠性方面存在的问题,从电子元器件的选择与检测控制等方面总结了提高电子元器件使用可靠性的方法. 9.会议论文钟开云国内外军用电子元器件可靠性对比研究1998 该文在收集了16000多条国内外标准目录和几万条元器件性能对比的资料以及一万多年条器件失效数据的基础上,将元器件分成10大类125小类727种,并对主要元器件的性能测试方法、可靠性试验方法作了深入的分析对比,指出CJB、GB与MIL、或IEC的异同点;国产电子元器件与国外同类型产品性能上的差异;国产电子元器件的主要失效模式为击穿、表面损伤、参漂、接触不良、引线断裂等。该课题将有关数据资料按专题建立了数据库、数据库采用模块结构,其模糊查询的方法极大地方便了用户,采用编码的方式使数据库易于扩展。 10.学位论文余斌航天电子元器件质量保证体系研究2009 由于航天工业技术的发展,单一航天型号使用的电子元器件数量越来越多,航天型号使用的元器件的质量与可靠性要求也越来越高。随着我国电子元器件工业基础水平的逐步提高,生元器件产单位在元器件设计、原材料选用、工艺、生产制造等过程中的质量控制水平有所提高,电子元器件的固有质量有了显著提高。但是与当前航天型号高可靠的要求相比,目前国产电子元器件的质量与可靠性还不能完全满足航天型号的要求。因此,需要元器件

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