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전력 반도체 장치 인 전력 모듈은 1970 년대 후반에 1980 년대 초에 MOS (MOS Moder) (1980 년대 초반에 MOS 세미 분해기)가있는 내장 바이폴라 모듈 (트랜지스터 모듈, 티리스터 모듈 등)을 갖춘 바이폴라 모듈 (트랜지스터 모듈, 티리 스터 모듈 등)과 함께 1970 년대 후반에 시장에 도입됩니다. 등) 1980 년대 초에 MOS 반도체 칩이 내장되어 있으며, 해당 응용 프로그램은 현재 에어컨, 냉장고 및 세탁기와 같은 가정용 전기 기기뿐만 아니라 다양한 산업 인버터 장비, 서보, UPS 및 전력 및 전기 철도와 같은 산업 장비에서 널리 사용됩니다.
반면, 이러한 반도체 장치의 기술과 함께 온라인 슬롯 사이트도 빠르게 향상되고 있습니다.
일반적으로 높은 온라인 슬롯 사이트이 필요한 장치의 경우 반도체 장치의 고장 속도는 10 ~ 100 적합 (1fit = 1 × 10-9/hour)이 필요하지만, 이러한 온라인 슬롯 사이트을 달성하기 위해서는 반도체의 고유 한 온라인 슬롯 사이트을 향상시킬뿐만 아니라 반도체의 특성과 반도체 온라인 슬롯 사이트에 적용되는 다양한 응력의 크기를 고려하는 장치 설계 및 사용 조건을 조화시키는 것이 매우 중요합니다.
동일한 제조 방법을 사용하여 실제로 제조 된 반도체 장치는 장치 설계 및 사용 방법의 차이로 인해 크기가 다른 시장에서 다른 고장 속도를 갖는 것으로 나타납니다.
여기에서 우리는 반도체 장치의 온라인 슬롯 사이트, 장치 설계 및 사용에서 고려해야 할 문제, 실제 시장 장애로 이어진 실패 요인, 회사의 온라인 슬롯 사이트 테스트 결과의 예 및 품질 보증 활동의 예를 소개합니다.
2.1 시간이 지남에 따라 반도체 장치의 고장 속도
일반적으로 전자 장치 및 전자 구성 요소의 고장 속도는 소위 욕조 곡선 모양의 변화를 따릅니다. 이는 초기 고장 기간과 우발적 실패 기간을 통과하여 그림 2.1의 곡선 (a)에 표시된 것처럼 마모 고장을 초래합니다.
이 실패율 곡선에서 장비에 사용할 반도체 장치를 선택할 때 장비의 목적, 장치 고장의 영향 및 파급 효과 및 예방 유지 보수 시스템 등을 고려하여 3 점을 고려하여 선택해야합니다.
또한, 반도체 장치의 고장 속도 곡선의 특징은 그림 2.1의 곡선 (b)에 도시 된 바와 같이, 실패율이 시간이 지남에 따라 점차 감소하는 경향이 있음을 보여준다. 우연한 실패 기간 동안 고장 속도가 낮고 안정적이더라도 다른 관점에서 이것을 살펴보면, 초기 고장 형태는 고장 분포의 형태에서 계속됩니다. 그림 2.2에 표시된 바와 같이, 반도체 장치의 실제 고장 속도의 예는 시간이 지남에 따라 변화하는 예는 제조 직후에 높은 고장 속도를 나타내지 만, 노화 및 디버깅함으로써 실패율이 더 줄어 듭니다. 따라서, 고 온라인 슬롯 사이트 요구 사항, 고온 노화 및 전력 노화는 반도체 장치의 디버깅으로 효과적으로 사용됩니다.
위에서 언급 한 바와 같이, 반도체 장치의 고장 속도 곡선은 점차적으로 분포가 감소하는 것을 보여 주므로 장치의 온라인 슬롯 사이트을 높이려면 초기 고장 속도 (특히 파손 및 단락과 같은 심각한 결함의 고장 속도)를 사용하는 것을 고려해야합니다.
다음으로, 장비 제조업체는 조립 조정 및 노화를 시작하지만이 기간 동안의 고장 속도는 0.1%이며 주요 단점이 있습니다. 이 값이 크게 초과되면 회로 설계, 어셈블리, 테스트 또는 장치에 문제가 있으므로 원인을 조사해야합니다.
치료하지 않으면 시장에서 많은 수의 고장이 발생할 수 있습니다. 어셈블리 조정 및 노화 기간의 주요 단점은 종종 시장 실패율과 관련이 있으므로 실패율이 높을 때주의가 필요합니다. 이제 장비가 시장에 출시되면 응력 수준이 더욱 떨어지고 고장 속도는 보통 몇 개에서 수백 개의 맞춤으로 더 떨어집니다. 이를 달성하기 위해서는 사용할 공간이 충분한 설계가 필요하며, 전압을 최대 등급의 50 ~ 60%로, 접합 온도를 최대 등급의 70 ~ 80%로 끌어서 장치를 사용하는 것이 일반적으로 바람직합니다. 또한, 사용 된 반도체 장치, 사용 된 회로 및 환경 조건 (다양한 응력 등) 사이의 조정은 온라인 슬롯 사이트을 향상시키기 위해 잊어서는 안되는 중요한 요소입니다.
위에서 언급 한 바와 같이, 장치 온라인 슬롯 사이트 설계에서, 장치를 선택할 때 고려해야 할 문제 중 하나는 성능과 온라인 슬롯 사이트과 경제 사이의 절충입니다.
고성능, 높은 온라인 슬롯 사이트 및 경제학을 모두 달성하는 것은 쉽지 않으므로 사용자 가이 두 가지 균형을 맞추고 장비의 목표 성능 및 온라인 슬롯 사이트에 조화를 이루는 반도체 장치를 선택하는 것은 중요한 문제입니다.
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2.2 전력 모듈 오류의 원인에 대한 요인에 대한 2.2
장비 어셈블리 및 조정 단계에서 실패로 반환 된 장치의 고장 분석을 수행하면 상태가 양호하거나 사용 또는 환경 조건에 문제가 있거나 장치에 결함이있을 수 있습니다. 예제 IGBT 모듈에서 이러한 실패 요인은 다음과 같습니다.
유용한 수명을 결정하는 위의 요인 중 하나는 모듈 내의 와이어와 칩 사이의 와이어 본드 조인트와 절연 보드가베이스 플레이트 조인트 (Solder Joint) 사이의 와이어 본드 조인트의 열 피로 실패입니다.
제품 품질, 가격, 배송 시간 및 서비스는 모두 중요한 요소로 최선이어야하지만 제품이 존재하는 한 품질은 항상 사용자와 함께하며 사용자에게 계속 제공하는 분리 할 수없고 중요한 것입니다.
반도체 산업에서 제품에 필요한 품질 표준은 매우 높으며, 제조업은 "웨이퍼 프로세스"에서 발견되는 매우 정확한 프로세스 제어 기능과 "어셈블리 프로세스"에서 발견 된 미세한 작업과 같이 매우 정교한 기술이 필요한 대량 생산 방법입니다.
아래에서는 품질 보증 활동에 대한 개요를 설명합니다.
3.1 대량 생산 절차
개발 프로토 타입에서 대량 생산에 이르기까지 각 단계에서 성능과 온라인 슬롯 사이트을 확인하고 표준 도면을 고려하기 위해 일련의 양식 테스트가 수행됩니다. 그림 3.1은 개발에서 대량 생산에 이르기까지 품질 보증 시스템 다이어그램을 보여줍니다. 또한 공식적인 테스트 중에서 온라인 슬롯 사이트을 확인하기위한 온라인 슬롯 사이트 테스트가 다음 섹션에서 논의 될 것입니다.
3.2 환경 관리
반도체 산업에서 환경은 제품 품질에 특히 큰 영향을 미치며 관리 표준이 확립되었으며 방진, 수분 방지 및 일정한 온도를 유지하기 위해 엄격한 제어가 구현됩니다. 공장에서 사용되는 가스와 물에 대해서도 동일한 조치를 취했습니다.
3.3 제조 장비, 장비 측정 등의 정기 검사 및 유지 보수 관리
반도체 산업은 장비 산업으로도 알려져 있으며 제조 장비 관리, 장비 측정 등의 관리는 장치 제조의 중요한 요소입니다. 장비가 정확하지 않거나 고장이 발생하지 않도록 정기 검사 및 유지 보수가 수행됩니다.
3.4 구매 자료 관리
엄격한 분석 및 검사는 수용 검사 기준에 따라 분광 분석기 등을 사용하여 수행됩니다. 주문할 때는 품질 고려 사항을 확인하고 샘플을 철저히 검사하고 공식 배송이 시작되기 전에 문제를 해결합니다. 우리는 또한 공급 업체의 제조 공정의 품질 관리를 잘 관리합니다.
3.5 제조 공정 제어
품질에 영향을 미치는 중요한 요소 인 순수수 순도, 대기, 용광로 관련 온도, 가스 유량 등과 같은 조건부 값은 조작자의 체크 시트를 사용하여 설치 및 검사되거나 자동으로 기록됩니다. 또한, 확산과 같은 특성에 특히 유의 한 영향을 미치는 작업의 경우, 확산 깊이 및 표면 농도가 기록되어 작업 조건에 대한 관리 데이터로 사용됩니다. 또한, 어셈블리 프로세스에서 우리는 데이터를 얻고 와이어 본딩 작업의 압착 및 강도 관리와 같은 품질에 영향을 미치는 프로세스를 제어하여 품질을 안정화시키기 위해 노력합니다.
3.6 임시 및 최종 검사
중간 및 최종 검사는 제품의 품질 특성, 즉 외관, 치수, 구조, 기계 및 전기 특성인지 여부를 결정 하고이 프로세스를 통해 얻은 품질 정보를 이전 프로세스로 다시 공급하여 품질을 유지하고 개선하고 변동을 줄입니다.
임시 검사에는 조립 프로세스에 대한 웨이퍼 테스트 및 샘플링 검사가 포함되며, 두 가지 방법으로 수행됩니다. "제조 프로세스를 통해 품질이 생성 된"및 품질 관리 부서의 검사를 기반으로 작업 부서의 자발적 검사. 자발적 수표는 자발적 수표를 통해 품질을 수정하는 데 중점을 둘뿐만 아니라 완제품으로 발견하기 어려운 품목을 확인하는 데 중점을 둡니다. 제품이 완료되면 최종 검사는 완료된 제품 검사로 수행됩니다. 최종 검사에는 모든 품목에 대한 전기적 특성 및 육안 검사가 포함됩니다. 사용자의 사용의 관점에서 전반적인 성능과 품질을 확인하고 보장하기 위해 품질 보증 부서는 제품을 창고하기 전에 외관, 전기 특성 및 온라인 슬롯 사이트을 추출하여 품질 보증 검사를 수행하고 각 로트에 저장 될 수 있는지 엄격히 점검합니다.
3.7 품질 정보
검사 결과 기록 및 고객 정보와 같은 다양한 품질 정보는 주로 품질 보증 부서에서 작성하며 품질을 유지하고 개선하기 위해 제조 부서 및 관련 부서에 빠르게 공급됩니다.
4.1 온라인 슬롯 사이트 테스트 방법
Mitsubishi 반도체 장치는 높은 온라인 슬롯 사이트, 제조 공정의 엄격한 품질 관리 및 각 생산 부지의 품질 보증 검사를 보장하도록 설계되었으므로 완전한 만족으로 사용할 수있는 수준의 온라인 슬롯 사이트에 도달했습니다.
이 수준의 온라인 슬롯 사이트을 확인하기 위해 다양한 온라인 슬롯 사이트 테스트가 수행됩니다.
다음은 테스트 항목 및 대표 전력 모듈 유형에 대한 테스트 조건의 예입니다. 또한, Mitsubishi 반도체 장치에 대한 온라인 슬롯 사이트 테스트는 전자 및 정보 기술 산업 협회 표준 (JEITA 표준) (관련 표준 : 국제 전기 기술위원회 표준 (IEC 표준))과 관련하여 수행됩니다.
시험 항목 테스트 조건
환경 테스트 열 충격 100 ℃ : 5 분, 0 ℃ : 5 분, 10 사이클
온도 사이클 -40 ℃ (60 분) ~ 125 ℃ (60 분), 10 사이클
진동 10-500Hz/15 분, 10G, 6 시간
말단 강도 (인장) 9.8-40N, 10 ± 1 초
2.2 ± 0.1n, 30 초
솔더 내열성 [조건 1] 260 ℃, 10 + 2/-0 초,
또는 [조건 2] 270 ℃, 7 + 2/-0 초,
또는 [조건 3] 350 ° C, 3.5 ± 0.5 초
Solderability [조건 1] 235 ± 5 ℃, 5 ± 0.5 초,
또는 [조건 2] 245 ± 5 ℃, 5 ± 0.5 초
강화 강도 (조임 토크) M8 : 8.83 ~ 10.8n ・ m, 10 ± 1 초
M6 : 2.94-4.5n ・ m, 10 ± 1 초
M5 : 1.96 ~ 3.5n ・ m, 10 ± 1 초
M4 : 1.47 ~ 1.7n ・ m, 10 ± 1 초
M3 : 0.98n ・ m, 10 ± 1 초
내구성 테스트 고온 저장 ta= 125 ℃, 1000 시간
냉장 ta= -40 ℃, 1000 시간
습기 저항성 [조건 1] ta= 60 ℃, RH = 90%, 1000 시간
또는 [조건 2] ta= 85 ℃, RH = 85%, 1000 시간
고온 리버스 바이어스 ta= 125 ℃, vCE= 최대 정격 전압 x 0.85 V, Vge= 0V, 1000 시간
고온 게이트 바이어스 ta= 125 ℃, vCE= 0V, Vge= 20V, 1000 시간
중단 테스트 △ tC= 50 ℃ (△ tJ= 100 ℃), 5000 사이클
5.1 모듈 작동시 열 응력 모델
전원 모듈을 작동 할 때 열 응력 모델은 그림 5.1과 같이 두 가지 작동 패턴으로 나뉩니다. 모듈을 선택하고 유용한 수명을 고려하도록 설계되어야합니다.
    ■ 작동 모드 1
      사례 온도 (베이스 플레이트 온도)가 거의 변하는 작동 패턴의 수명이지만 접합 온도는 자주 변합니다 (P/C 수명이라고 함)
    ■ 작동 모드 2
      시스템이 시작되고 중지 될 때 비교적 가벼운 온도 변화가 발생하는 작동 패턴의 수명 (열 사이클 수명이라고 함)
5.2 파워 사이클 및 열 사이클의 고장 메커니즘
5.2.1 파워 사이클 라이프 결함 메커니즘
그림 5.2의 일반적인 전력 모듈의 구조에서, 모듈 작동 중에 결합 온도의 변화가 발생할 때, 알루미늄 와이어의 선형 팽창 계수의 차이와 실리콘 칩의 차이로 인한 응력은이 관절 표면에 균열이 발생하여 궁극적으로 박리 모드가된다.
인버터 작동 등으로 인해 모듈의 사례 온도가 비교적 온화한 조건에서 접합 온도가 자주 발생하는 경우이 전력주기 분해는 장비 설계 단계에서 고려해야합니다. 그림 5.3은 파워 사이클 (사진)으로 인한 조인트 필링의 경우를 보여 주며, 그림 5.4는 회사가 수행 한 모듈 제품의 전력주기 수명 테스트 결과 (파워 사이클 수명 곡선)의 경우를 보여줍니다.
5.2.2 열 사이클의 결함 메커니즘
시스템 시작 및 정지로 인한 전력 모듈 케이스 온도 (TC)에서 온도가 비교적 부드럽고 크게 변하는 작동 패턴에서, 응력 변형은 그림 5.2의 모듈 식 기판의 선형 확장 계수와베이스 플레이트의 선형 확장 계수의 차이로 인해 존재하는 솔더 층에서 발생합니다. 반복적 인 응력이 솔더에서 균열이 형성되고,이 균열이 파워 칩의 바닥으로 진행됨에 따라 열 저항을 증가시켜 열 런 어웨이 붕괴로 이어지거나 열 저항이 증가하여 ΔTJ증가하여 전력 사이클 저항을 줄이고 궁극적으로 파워 사이클 수명에 해당하는 와이어 필링 모드로 이어집니다. 그림 5.5는 열 사이클로 인한 절연 기판과베이스 플레이트 사이의 솔더 층 균열의 예를 보여줍니다. 그림 5.6은 회사가 수행 한 모듈 제품의 열 사이클 수명 테스트 결과의 예를 보여줍니다.
대표적인 전력 모듈 유형에 대한 온라인 슬롯 사이트 테스트 결과는 다음을 참조하십시오.
모델 이름 PDF
IGBT 모듈 T 시리즈 NX 유형
IGBT 모듈 T 시리즈 LV100 유형
HVIGBT 모듈 X 시리즈
전체 SIC Ultra-Small DipiPM
Slimdip
Ultra-Small Dipipm Ver.7
작은 dipipm ver.7
큰 DipiPM ver.6
큰 dipipm+
자동차 IGBT 모듈 J1 시리즈
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dipipm, slimdip, dipipm+, sopipm, dippfc는 Mitsubishi Electric Co., Ltd.의 상표입니다.