電子器件熱可靠性及相關(guān)設(shè)備研究.pdf

1、可靠性試驗(yàn)是電子產(chǎn)品制造后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而環(huán)境箱則是可靠性試驗(yàn)中最為常用的設(shè)備。電子產(chǎn)品封裝后，可靠性是其最為關(guān)心的問題，回流爐焊接的優(yōu)劣會對電子產(chǎn)品可靠性產(chǎn)生影響。研發(fā)出新型的回流焊接爐和環(huán)境試驗(yàn)箱，對電子元器件封裝中的回流焊接和可靠性試驗(yàn)有很強(qiáng)的促進(jìn)作用。目前，電子封裝隨著功率密度的增大普遍存在散熱不理想的問題；可靠性試驗(yàn)則存在著試驗(yàn)量太大和效果欠佳的問題；環(huán)境試驗(yàn)箱存在著功能太過單一而不能進(jìn)行多種環(huán)境試驗(yàn)的問題，也不能滿足特殊要求的

2、環(huán)境試驗(yàn)；小型回流爐存在著不能批量焊接、不能流水線作業(yè)和焊接過程中不能快速冷卻的問題。另外，環(huán)境箱和回流爐內(nèi)的溫度均勻性高低也會影響可靠性試驗(yàn)和回流焊接效果。
　　針對上述出現(xiàn)的問題，采用了設(shè)計(jì)、模擬和試驗(yàn)的方法，對封裝與散熱、可靠性試驗(yàn)、可靠性設(shè)備和回流焊接設(shè)備進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)方面，為IGBT模塊設(shè)計(jì)了兩個水冷微通道散熱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了三個不同的回流焊接爐和一個多功能環(huán)境試驗(yàn)箱，也為拉伸試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)了一個加熱箱和一個低溫箱。模擬方面

3、，對LED在環(huán)境試驗(yàn)箱中的熱性能進(jìn)行了模擬，也模擬了循環(huán)箱和加熱箱的溫度場和流場分布，分析了其溫度均勻性。試驗(yàn)方面，對LED進(jìn)行了可靠性試驗(yàn)，測試了加熱箱、低溫箱和循環(huán)箱內(nèi)溫度分布情況和溫度均勻性，并重點(diǎn)研究了溫度均勻性。本文的工作與創(chuàng)新點(diǎn)主要有：
　?。?）對LED和IGBT的封裝工藝及散熱性能進(jìn)行了研究，為IGBT模塊設(shè)計(jì)了兩種新型水冷微通道散熱器。對LED進(jìn)行了帶電和不帶電的溫度沖擊試驗(yàn)，并測試了LED試驗(yàn)中的光通量變化。對

4、LED進(jìn)行了高溫和低溫下的虛擬可靠性模擬，分析了應(yīng)力分布和變化情況，并研究了幾種計(jì)算LED壽命的方法。
　?。?）研究了普通環(huán)境試驗(yàn)箱中的高低溫循環(huán)箱和溫度沖擊箱，提出了多功能環(huán)境試驗(yàn)箱，也為拉伸試驗(yàn)用的裝置量身訂做了一個特殊的加熱箱和一個低溫箱。低溫箱中考慮了采用液氮冷卻和熱電制冷的方法。
　?。?）對在氮?dú)鈿夥障碌幕亓骱附庸に嚭驮诓煌亓髑€下的焊接分別進(jìn)行了試驗(yàn)研究，提出了旋轉(zhuǎn)式回流焊接爐、液氮冷卻式回流焊接爐和接觸式