[發(fā)明專利]用于允許恢復(fù)電源模塊的管芯的互連部的系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880071612.6
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111373529A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·萬楚克;J·布蘭德雷洛;S·莫洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉久亮;黃綸偉

本發(fā)明涉及一種用于允許恢復(fù)電源模塊的管芯的第一互連部的系統(tǒng)，該第一互連部將管芯連接到電路。該系統(tǒng)包括：電源模塊的至少一個另一互連部；周期性電流源，該周期性電流源連接到所述至少一個另一互連部，用于產(chǎn)生流過所述至少一個另一互連部的周期性電流，以在預(yù)定持續(xù)時間期間在第一互連部的至少一部分中達到預(yù)定溫度。本發(fā)明還涉及相關(guān)聯(lián)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種用于允許恢復(fù)電源模塊的管芯的互連部的裝置以及方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

安裝在應(yīng)用中的電源模塊由于它們由每種具有不同特性的各種層狀材料組成而經(jīng)歷損耗。

電源模塊在運行期間必須支持較大的溫度漂移。運行固有的損耗表現(xiàn)為諸如焊料層或接合布線之類的各種界面層中裂紋的增加。

為了應(yīng)對損耗，用更好的匹配材料來設(shè)計電源模塊，但是這種解決方案通常會遭受電氣性能不良和制造成本更高的困擾。此外，由于這些附加的制造成本，設(shè)計適應(yīng)最嚴苛使用場景的電源模塊是不切實際的，從而導(dǎo)致應(yīng)力越大的應(yīng)用具有越低的電源模塊壽命。

通常，在發(fā)生損耗故障后，更換電源模塊需要任務(wù)中的停機時間并且由于必須更換電源模塊導(dǎo)致成本增加。在許多應(yīng)用中，電源模塊故障的停機時間成本和干預(yù)成本以及不可預(yù)測性是巨大的，并且在成本方面能夠完全消除使用電力電子設(shè)備的好處。

電源模塊的薄弱點是頂側(cè)互連部，其中，鋁接合布線和/或銅互連部中會遭受微結(jié)構(gòu)裂紋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在允許恢復(fù)電源模塊的管芯的至少一個互連部。

為此，本發(fā)明涉及一種允許恢復(fù)電源模塊的管芯的第一互連部的系統(tǒng)，該第一互連部將管芯連接到電路，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

-所述電源模塊的至少一個另一互連部，

-周期性電流源，該周期性電流源連接到所述至少一個另一互連部，用于產(chǎn)生流過所述至少一個另一互連部的周期性電流，以在預(yù)定持續(xù)時間期間在所述第一互連部的至少一部分中達到預(yù)定溫度。

本發(fā)明還涉及一種允許恢復(fù)電源模塊的管芯的第一互連部的方法，該第一互連部將管芯連接到電路，其特征在于，該方法包括以下步驟：

-向所述電源模塊的至少一個另一互連部提供周期性電流源，用于產(chǎn)生流過所述至少一個另一互連部的周期性電流，以在所述第一互連部的至少一部分中達到預(yù)定溫度，

-在預(yù)定持續(xù)時間期間將所述周期性電流控制在所述預(yù)定溫度下。

因此，能夠通過簡單的干預(yù)來恢復(fù)電源模塊的健康。

具體地，通過注入高頻電流來瞄準互連部中的微結(jié)構(gòu)裂紋，以便不僅提高互連部溫度，而且還增加沿這些裂紋的壓力，從而提高該區(qū)域中的擴散速率。擴散使裂紋愈合，因此提高了電源模塊的壽命。

根據(jù)特定特征，第一互連部的第一端子連接至管芯，所述至少一個第二互連部的第一端子連接至第一互連部的第一端子，并且所述周期性電流源連接至所述互連部的第二端子，用于產(chǎn)生流過所述互連部的周期性電流。

因此，電源模塊的簡單且低成本的修改使得能夠進行恢復(fù)過程。

注入周期性電流而不損壞半導(dǎo)體組件。由于該電流通過管芯的頂側(cè)金屬化部、互連部而短路，因此溫度保持在臨界硅溫度以下，通常為175C。

根據(jù)特定特征，互連部是接合布線。

因此，恢復(fù)過程能夠應(yīng)用于需要靈活且低成本可制造性的封裝。

根據(jù)特定特征，接合布線是鋁合金接合布線。

因此，修復(fù)過程可應(yīng)用于在現(xiàn)有電源模塊封裝的狀態(tài)中找到的標準合金。