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采用纳米银焊膏烧结互连技术的中高压IGBT模块及其性能表征被引量：13: 2017年; 智能电网用压接式绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块主要通过压力接触来实现热耗散,而这种封装散热方式存在界面接触不佳、散热性能差等缺点,导致同等通流能力下芯片的结温偏高,电性能下降,甚至影响其长期可靠性。为了克服这些问题,提出了采用纳米银焊膏作为芯片连接材料替代压力接触与芯片形成电触点的方式,研发了一款针对智能电网的采用纳米银焊膏的烧结式IGBT模块;并表征了烧结式IGBT模块的整体热阻、静态电性能及芯片剪切强度,完成了与商用同等级压接式IGBT模块的性能比对。实验结果显示:烧结式IGBT模块的热阻比压接式IGBT模块下降了15.8%;2种模块的静态电性能的测试结果基本一致,进一步验证了烧结式IGBT模块的封装可行性;对于大面积IGBT芯片(尺寸为13.5 mm×13.5 mm),其连接芯片烧结银接头的剪切强度约为20 MPa,接头质量较高。以上结果说明采用纳米银焊膏封装高压IGBT模块,不仅可以显著降低压接IGBT模块的热阻,同时仍能获得良好的静态电性能。因此,由于其在高压大电流电能运输过程中较高的转换效率及功率密度,烧结式IGBT模块有望应用于智能电网。; 梅云辉冯晶晶王晓敏陆国权陆国权林仲康

纳米银焊膏双面连接IGBT封装形式的强度被引量：6: 2014年; 采用无铅化电子封装用芯片连接材料—纳米银焊膏,成功制备了IGBT双面连接试样。芯片剪切实验表明双面连接试样中纳米银烧结焊点的平均剪切强度可达约22 MPa。通过加入银缓冲层后,试样平均剪切强度达到27.5MPa。-40℃^+150℃的热循环老化实验表明,添加银缓冲层的双面连接IGBT试样热循环可靠性更高。; 梅云辉连娇愿徐乾烨李欣陈旭程维姝; 关键词：IGBT 剪切强度可靠性温度循环

基于韦布尔分布和对数正态分布的高功率半导体激光器寿命估计和失效分析研究被引量：5: 2019年; 分别采用韦布尔分布和对数分布模型对额定功率60 W(CW条件下)的808 nm铟焊料封装的传导冷却型单巴高功率半导体激光器在恒定电流条件下进行的三个不同温度的加速老化试验数据进行分析并估计了常温下的寿命。在韦布尔分布统计分析中计算了各温度下器件的特征寿命和统计平均寿命,发现早期失效情况下形状参数小于1且数学平均寿命的计算方法误差加大,不如使用统计平均的方法。在对数分布统计分析中计算了各温度下器件的中位寿命和统计平均寿命,发现早期失效下的对数标准差较大且影响统计平均寿命的计算,这种情况不适合用对数正态分布估计寿命。最后对不同时期的加速寿命器件进行了失效分析。; 聂志强王明培孙玉博李小宁吴迪; 关键词：高功率半导体激光器对数正态分布

传导冷却高功率半导体激光器单巴器件CW工作模式下的热加速寿命试验被引量：6: 2019年; 可靠性是高功率半导体激光器(HLD)的一个重要性能。热加速寿命试验是HLD寿命评价和可靠性分析的重要技术。在本文中,我们在高温测试平台上对铟焊料封装的18个中心波长为808 nm的传导冷却型HLD单巴器件在恒定电流60 A条件下进行55,65,80℃3组热沉温度下的热加速寿命试验。根据器件输出功率在加速寿命测试期间的降低趋势,得到该批HLD器件的寿命分别为1 022,620,298 h,再根据Arrhenius公式得到该器件的激活能为0.565 41 eV,从而外推得到器件在室温下的寿命为5 762 h。可见55℃下器件寿命加速了5倍,而在65℃下寿命加速了8.5倍,80℃下寿命加速17倍。此外,我们还分析了器件热加速寿命试验后的性能。; 聂志强王明培孙玉博李小宁吴迪; 关键词：高功率半导体激光器可靠性

半导体激光器光束匀化系统的光学设计被引量：7: 2019年; 为了提高半导体激光器光束的均匀性,设计了非球面与微柱透镜阵列相结合的匀光系统。快轴方向利用光线追迹设计非球面匀化透镜;慢轴方向采用微柱透镜阵列对光束进行分割叠加。半导体激光器输出光束通过该匀光系统,在目标面上可以得到能量匀化的方形光斑。利用Zemax光学软件对半导体激光器单管和阵列进行匀化仿真,验证了该匀化系统应用于半导体激光器整形的可行性,得到了目标面动态范围变化对均匀度的影响程度,研究了微柱透镜阵列间距变化及快轴匀化透镜旋转对光斑均匀度的影响。单管和阵列在输出面上的光斑均匀度均大于90%,能量传输效率分别为95.4%和96.2%。该设计结果对半导体激光器光束匀化具有一定的参考价值。; 孙玉博熊玲玲张普王明培刘兴胜; 关键词：半导体激光器微透镜阵列光学设计激光光学

宽禁带电力电子器件关键封装材料研究进展被引量：6: 2017年; 选择合适的电子封装材料对充分发挥半导体器件的性能有着十分重要的影响。详细概述了电力电子器件,尤其是宽禁带电力电子器件的高温可靠封装关键材料的研究进展及发展趋势,并对其发展前景进行了展望。其中封装材料主要涉及互连材料、基板材料和底板材料三方面。; 王征刘文梅云辉陆国权; 关键词：电力电子器件宽禁带封装材料

大功率IGBT模块瞬态热阻的测试方法与装置被引量：6: 2017年; 为了表征大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的瞬态热响应行为,设计并实现了一种基于电学法的IGBT模块瞬态热阻测试装置.通过改变热阻测试装置的加热脉冲持续时间,使其等于不同材料层的热时间常数,控制热流在IGBT模块封装材料中的有效传播路径,进而获得各封装材料的瞬态热阻.此外还具体分析了高低电平转换过程中暂态噪声和边界散热条件对测试结果精度的影响规律.结果表明,该装置具有较好的精确性和重复性,这将有助于准确无损分析器件及不同封装材料在瞬态条件下的散热性能,指导IGBT模块封装结构设计和封装材料选择.; 陆国权李洁梅云辉李欣王磊; 关键词：电学法瞬态热阻误差分析 K因子

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国家自然科学基金(61334010)