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功率半導體器件(封裝測試和可靠性)

  • 作者：編者:鄧二平//黃永章//丁立健|責編:毛振威
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122449344
  • 出版日期：2024/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：398
人民幣：RMB 139 元      售價：元
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內容大鋼
    本書講述了功率半導體器件的基本原理，涵蓋Si器件、SiC器件，GaN器件以及GaAs器件等；綜合分析和呈現了不同類型器件的封裝形式、工藝流程、材料參數、器件特性和技術難點等；將功率器件測試分為特性測試、極限能力測試、高溫可靠性測試、電應力可靠性測試和壽命測試等，並詳細介紹了測試標準、方法和原理，同步分析了測試設備和數據等；重點從測試標準、方法、理論和實際應用各方面，詳細介紹了高溫可靠性測試和封裝可靠性測試及其難點。本書結合企業實際需求，貼近工業實踐，知識內容新穎，可為工業界以及高校提供前沿數據，為高校培養專業人才奠定基礎。
    本書可作為功率半導體領域研究人員、企業技術人員的參考書，也可作為電力電子、微電子等相關專業高年級本科生和研究生教材。
作者介紹
編者:鄧二平//黃永章//丁立健|責編:毛振威
    鄧二平，工學博士，合肥工業大學教授，安徽省海外高層次人才，中國能源學會專家委員。主要研究方向為功率器件的封裝、熱設計管理、可靠性評估技術、失效機理、在線狀態監測和壽命評估等。     長期從事功率半導體器件的封裝及可靠性研究，包括壓接型IGBT器件的封裝設計、可靠性測試方法、測試技術和測試設備的開發等。近5年以第一或通訊作者累計發表高水平論文100余篇，其中SCI/EI檢索論文70余篇；承擔各類企業合作項目20余項，國家級項目3項，等等。
目錄
第1章  功率半導體器件
  1.1  器件的應用和發展
  1.2  材料特性分析
    1.2.1  硅材料
    1.2.2  碳化硅材料
    1.2.3  氮化鎵材料
    1.2.4  砷化鎵材料
    1.2.5  其他半導體材料
  1.3  功率半導體器件分類
  1.4  器件工作原理
    1.4.1  PiN二極體
    1.4.2  MOS器件
    1.4.3  IGBT器件
    1.4.4  GaN器件
    1.4.5  GaAs二極體
  1.5  半導體模擬分析
    1.5.1  TCAD模擬概述
    1.5.2  模擬結構
    1.5.3  物理模型
    1.5.4  准靜態掃描
    1.5.5  瞬態掃描
  1.6  晶圓級測試
  1.7  小結
  參考文獻
第2章  功率器件的封裝
  2.1  封裝的目的和意義
  2.2  分立式封裝
    2.2.1  分立式封裝的特點
    2.2.2  分立式封裝的材料
    2.2.3  分立式封裝的工藝
    2.2.4  分立式封裝的設備
  2.3  模塊式封裝
    2.3.1  模塊式封裝的特點
    2.3.2  模塊式封裝的材料
    2.3.3  模塊式封裝的工藝
    2.3.4  模塊式封裝的設備
  2.4  壓接型封裝
    2.4.1  壓接型封裝的特點
    2.4.2  壓接型封裝的材料
    2.4.3  壓接型封裝的工藝
    2.4.4  壓接型封裝的設備
  2.5  器件數據表的解讀
    2.5.1  穩態額定值
    2.5.2  靜態參數
    2.5.3  動態參數
    2.5.4  熱學參數解讀
    2.5.5  極限能力參數解讀
  2.6  柵極驅動技術
    2.6.1  柵極驅動的必要性及難點
    2.6.2  柵極驅動的保護功能

  2.7  器件封裝的模擬分析
    2.7.1  電流均衡模擬技術
    2.7.2  結溫及分佈模擬技術
    2.7.3  熱應力模擬技術
  2.8  小結
  參考文獻
第3章  器件特性測試
  3.1  器件靜態參數測試
    3.1.1  測試標準分析
    3.1.2  測試技術和設備
    3.1.3  正向壓降測試
    3.1.4  柵極漏電流測試
    3.1.5  集射極阻斷特性測試
    3.1.6  閾值電壓測試
  3.2  器件動態參數測試
    3.2.1  測試標準分析
    3.2.2  測試技術和設備
    3.2.3  測試參數分析
    3.2.4  測試難點分析
  3.3  器件熱學參數測試
    3.3.1  熱阻的定義
    3.3.2  熱阻測試標準和方法
    3.3.3  熱電偶法
    3.3.4  瞬態雙界面法
    3.3.5  結構函數法
  3.4  小結
  參考文獻
第4章  器件結溫測量
  4.1  結溫的定義
  4.2  結溫測量方法
    4.2.1  物理接觸法
    4.2.2  光學測量法
    4.2.3  溫敏電參數法
    4.2.4  其他方法
  4.3  基於通態特性的測試方法
    4.3.1  大電流飽和壓降法
    4.3.2  小電流飽和壓降法
    4.3.3  閾值電壓法
  4.4  基於動態特性的測試方法
    4.4.1  時間測量
    4.4.2  斜率測量
  4.5  基於封裝特性的測試方法
    4.5.1  寄生電感
    4.5.2  柵極內部電阻
  4.6  結溫分佈測量
    4.6.1  多晶元並聯結溫分佈
    4.6.2  單晶元溫度分佈
  4.7  小結
  參考文獻
第5章  器件極限能力測試

  5.1  極限能力的定義
    5.1.1  反偏安全工作區（RBSOA）
    5.1.2  短路安全工作區（SCSOA）
    5.1.3  正偏安全工作區（FBSOA）
  5.2  短路能力測試
    5.2.1  短路測試標準
    5.2.2  短路特性介紹
    5.2.3  短路測試原理
    5.2.4  短路測試設備
    5.2.5  短路保護技術
    5.2.6  短路對封裝的影響
    5.2.7  短路能力提升技術
  5.3  極限關斷能力測試
    5.3.1  極限關斷能力的定義
    5.3.2  極限關斷能力表徵
    5.3.3  IGBT極限關斷能力提升
  5.4  浪涌能力測試
    5.4.1  浪涌能力測試標準
    5.4.2  浪涌能力測試技術和設備
    5.4.3  外置反並聯二極體浪涌能力
    5.4.4  SiC MOSFET體二極體浪涌能力
    5.4.5  浪涌能力提升技術
  5.5  小結
  參考文獻
第6章  環境可靠性測試
  6.1  可靠性測試理論
  6.2  環境可靠性測試分類
  6.3  機械振動
    6.3.1  測試技術
    6.3.2  測試設備
    6.3.3  失效機理
  6.4  機械衝擊
    6.4.1  測試技術
    6.4.2  測試設備
    6.4.3  失效機理
  6.5  溫度衝擊
    6.5.1  測試技術
    6.5.2  測試設備
    6.5.3  失效機理
  6.6  高低溫存儲
    6.6.1  測試技術
    6.6.2  測試設備
    6.6.3  失效機理
  6.7  小結
  參考文獻
第7章  電應力可靠性測試
  7.1  壽命可靠性測試分類
  7.2  測試技術和設備
  7.3  高溫柵偏測試
    7.3.1  測試原理和方法

    7.3.2  失效機理和判定
    7.3.3  可靠性提升技術
  7.4  高溫反偏測試
    7.4.1  測試原理和方法
    7.4.2  失效機理和判定
    7.4.3  可靠性提升技術
  7.5  高溫高濕反偏測試
    7.5.1  測試原理和方法
    7.5.2  失效機理和判定
    7.5.3  可靠性提升技術
  7.6  模擬分析技術
    7.6.1  環境溫度的模擬
    7.6.2  偏置電壓的模擬
    7.6.3  環境濕度的模擬
  7.7  未來發展方向
  參考文獻
第8章  功率循環測試
  8.1  測試標準和技術
    8.1.1  IEC標準
    8.1.2  MIL標準
    8.1.3  JESD標準
    8.1.4  AQG
  8.2  測試方法分類
    8.2.1  DC功率循環
    8.2.2  帶開關損耗的DC功率循環
    8.2.3  PWM（AC）功率循環
    8.2.4  對比分析
  8.3  失效形式和機理分析
    8.3.1  鍵合線失效
    8.3.2  焊料失效
    8.3.3  表面鋁層金屬化
    8.3.4  其他失效
    8.3.5  數值分析
  8.4  功率循環測試方法
    8.4.1  測試技術
    8.4.2  測試方法
    8.4.3  測試設備
  8.5  壽命模型分析
    8.5.1  經驗壽命模型
    8.5.2  物理壽命模型
    8.5.3  關鍵參數影響機理
    8.5.4  壽命預測技術
  8.6  數理統計理論
    8.6.1  樣本選擇原則
    8.6.2  可靠性數理統計
  8.7  有限元模擬技術
    8.7.1  模擬模型的校準技術
    8.7.2  純熱模擬技術
    8.7.3  電熱耦合模擬技術
    8.7.4  電熱力耦合模擬技術

    8.7.5  疲勞和壽命模擬技術
  8.8  寬禁帶器件功率循環測試
    8.8.1  SiC MOSFET功率循環測試
    8.8.2  GaN HEMT功率循環測試
  8.9  小結
  參考文獻
第9章  宇宙射線失效
  9.1  宇宙射線失效定義
    9.1.1  宇宙射線來源
    9.1.2  宇宙射線失效驗證
    9.1.3  宇宙射線失效形式
  9.2  宇宙射線失效機理
    9.2.1  宇宙射線失效模型
    9.2.2  器件的基本設計規則
    9.2.3  失效率模型
  9.3  不同器件的失效特點
    9.3.1  Si MOSFET
    9.3.2  SiC MOSFET
    9.3.3  IGBT
  9.4  抗宇宙射線提升技術
  9.5  小結
  參考文獻
第10章  未來發展趨勢

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