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World File Search System菊花链
提高无铅焊料的热疲劳可靠性...
摘要 将含有大量添加物和铋 (Bi) 和锑 (Sb) 组合的多种高可靠性焊料合金的热疲劳可靠性与仅添加 Bi 或 Sb 的合金进行了比较。该研究使用菊花链测试工具，其中包括 192 针芯片阵列球栅阵列 (192CABGA) 和 84 针薄芯 BGA (84CTBGA)。热循环按照 IPC-9701 附件可靠性指南进行，使用三个不同的热循环曲线，0/100°C、-40/125°C 和 - 55/125°C。结果表明，Bi 和 Sb 的组合通常比单一合金添加物更有效，尽管热循环测试中的可靠性裕度并不总是很大。使用威布尔统计、微观结构表征和故障模式分析比较了两种 BGA 封装的合金性能差异。关键词：无铅合金、高性能焊料合金、高可靠性焊料合金、球栅阵列、热疲劳可靠性、故障模式、固溶强化。引言自欧盟 RoHS 指令 [1] 实施和第一代近共晶商用无铅合金问世以来，无铅焊料合金的开发持续了十多年。随着所谓的第三代高性能无铅合金的出现，无铅焊料合金的发展也日新月异。
BQ78706 符合功能安全标准的 14S 电池监视器
• 符合功能安全标准 – 有助于 ISO 26262 系统设计的文档 – 系统能力高达 ASIL B – 硬件能力高达 ASIL B • 每个设备可测量 9 到 14 个串联电池，最多可堆叠 64 个设备 • 专用 ADC，全温度范围内精度为 ±3.2mV • 电池电压和电池组电流测量同步至 64μs • 支持具有完全冗余的跛行模式 • 集成后 ADC 可配置数字低通滤波器 • 支持母线而不影响测量精度 • 12 个 GPIO 用于温度传感器/模拟/数字/I 2 C 控制器/SPI 控制器 • 内部电池平衡 – 300mA 时平衡 – 用户控制的 PWM 调整电池平衡电流 – 内置平衡热管理，具有自动暂停和恢复控制 • 强大的菊花链通信和支持环形架构 • 主机硬件复位可在不移除电池的情况下模拟 POR 类事件 • 支持变压器和电容隔离 • 片上存储器可进行一次性自定义编程 • 低功耗模式电流 <6μA • 兼容采用带 SPI/UART 接口的 BQ79600-Q1
下一代仪器仪表 - Ametek VIS
METEK Dixson 的全数字 NGI 多路复用仪表系统采用了最新的技术和制造工艺。该系统可靠且可扩展，可用于任何车辆或固定位置应用。高度模块化的 NGI 系统在设计时充分考虑了未来的适应性。指针、刻度盘和边框设计允许简单且廉价地进行外观更改或更新。所有仪表共用的内部结构和零件可最大程度降低成本，而菊花链电缆连接与浅深度外壳相结合，可最大程度地减少仪表板后的空间要求。仪表和模块连接到车速表中的系统控制单元并由其控制，以最大程度地减少车辆数据总线的负载。仪表具有光导管、车辆使用寿命 LED 背光、尖端到轮毂照明指针、270° 指针偏转和易于阅读的图形。指针由精密步进电机驱动，这种电机长期以来以耐用性和准确性而闻名。每个仪表中的红色警告 LED 减少了专用指示器的数量。明亮的橙色指针和黑底白字图形是标准配置；其他方案也可用。英制、北美自由贸易协定和公制刻度，带或不带子刻度均可根据要求提供。仪表安装在标准的 2 英寸、3 英寸和 5 英寸切口中。NGI 系统具有自校准和自测试功能，完全免维护。
适用于模拟金星环境的高温电子封装
摘要 — 开发了一种电子封装技术，该技术可在二氧化碳 (CO 2 ) 和氮气环境中承受模拟的金星表面温度 465°C 和 96 bar 压力，且不含腐蚀性微量气体。对氧化铝陶瓷基板和氧化铝上的金导体的电气和机械性能进行了评估。最有前途的芯片粘接材料是厚膜金和氧化铝基陶瓷浆料。使用这些芯片粘接材料将氧化铝、蓝宝石、硅和碳化硅芯片粘接到氧化铝基板上，并在 465°C 的 CO 2 环境中暴露于 96 bar 压力下 244 小时。陶瓷芯片粘接材料在测试前后表现出一致的剪切强度。还评估了氧化铝陶瓷封装材料的热机械稳定性。封装基板上的器件采用陶瓷封装，在 Venusian 模拟器测试后，裂纹和空隙没有明显增加。对金键合线进行了线拉力强度测试，以评估 Venusian 模拟器暴露之前和之后的机械耐久性。暴露前后的平均金键合线拉力强度分别为 5.78 gF 和 4 gF（1 mil 金键合线），符合最低 MIL-STD-885 2011.9 标准。Venus 模拟器测试后，整体键合线菊花链电阻变化为 0.47%，表明键合线完整性良好。制作了钛封装来容纳陶瓷封装基板，并制作了双层金属化馈通来为封装提供电气接口。
汽车 eWLB（嵌入式晶圆级 BGA）FOWLP 的板级可靠性
随着芯片尺寸的缩小，晶圆级封装 (WLP) 正成为一种有吸引力的封装技术，与标准球栅阵列 (BGA) 封装相比具有许多优势。随着各种扇出晶圆级封装 (FOWLP) 设计的进步，这种先进技术已被证明是一种比扇入 WLP 更理想、更有前景的解决方案，因为它具有更大的设计灵活性，具有更多的输入/输出 (I/O) 和更好的热性能。此外，与倒装芯片封装相比，FOWLP 具有更短、更简单的互连，具有卓越的高频性能。eWLB（嵌入式晶圆级 BGA）是一种 FOWLP，可实现需要更小外形尺寸、出色散热和薄型封装轮廓的应用。它还可能发展成各种配置，并基于超过 8 年的大批量生产，具有经过验证的产量和制造经验。本文讨论了 eWLB 在汽车应用中的强大板级可靠性性能方面的最新进展。将回顾一项实验设计 (DOE) 研究，该研究通过实验结果证明了改进的板内温度循环 (TCoB) 性能。我们计划进行多项 DOE 研究，并准备了测试载体，变量包括焊料材料、阻焊层开口/再分布层 (RDL) 设计的铜焊盘尺寸、铜 (Cu) RDL 厚度和凸块下金属化 (UBM) 以及印刷电路板 (PCB) 上的铜焊盘设计 (NSMD、SMD)。通过这些参数研究和 TCoB 可靠性测试，测试载体通过了 1000 次温度循环 (TC)。菊花链测试载体用于在行业标准测试条件下测试 TCoB 可靠性性能。
使用创新多物理场建模进行电迁移风险评估和电路优化 蔡重阳 1，杨志 2，李远 3，Padam Jai
摘要 随着晶体管越来越小、越来越密集，电子的物理流动可能会因电迁移 (EM) 在互连处形成空隙和裂缝，从而随着时间的推移抑制器件的性能。不符合 EM 规范的电路设计可能会导致灾难性故障和 SI/PI 性能下降。缓解 EM 的一种方法是在铜线层之间使用多个通孔来减少电流拥挤效应。然而，通孔的数量可能会影响关键接头内的电流密度和电流再分布。当前的研究主要集中在基于经验 Black 方程预测 EM 故障时间 (TTF)。然而，这种方法可能无法提供足够的关于空隙形成和裂纹扩展的见解，并反映可能影响 TTF 的电流再分布。在本研究中，我们比较了具有不同结构设计的球栅阵列 (BGA) 测试载体的 EM 寿命，并开发了一种基于多物理场迁移考虑焊点中原子扩散的方法，以研究通孔对电流再分布的影响。此外，还模拟了裂纹扩展以了解失效机制。在 150C 下对无通孔和有 8 个通孔的 BGA 走线施加 5A、7A 和 9A 电流以比较电磁性能。此外，每个测试结构都采用两种不同的表面处理：A 和 B。根据实验结果，执行基于原子通量发散 (AFD) 的有限元分析 (FEA) 模拟以与实验结果进行比较。发现与菊花链走线相比，8 个通孔可以显著降低电流拥挤效应。研究表明，8 个和 4 个通孔的电磁阻力优于无通孔走线，并有助于预测不同结构的电磁寿命，为设计优化提供指导。 关键词 电迁移、可靠性、多物理场、有限元分析、电路优化
特斯拉电池组设计 pdf
特斯拉的电池技术享有盛誉，2013 年特斯拉 Model S 被 Motor Trend 评为“年度最佳汽车”。这一成就可以归因于其更长的续航里程、更快的加速和令人眼花缭乱的速度，所有这些都是由其电力电子设备和电池系统实现的。在本文中，我们将深入探讨特斯拉汽车中使用的电池系统的细节。具体来说，我们将重点介绍电池组，并涉及其他重要主题，例如机械或热规格、电气特性和特征、电池模块效率和保护功能。电动汽车 (EV) 电池系统是其主要的能量存储系统，主要由电池组成。设计电动汽车的电池系统需要多个领域的知识，包括电气工程、机械工程、热工程、材料科学等。特斯拉电池组的一个关键特性是其高效率、可靠性和安全性，使其成为高度模块化的设计。每个模块可以串联以产生所需的电压输出。特斯拉 Model S 电池组的电压约为 400 伏。特斯拉电池组的一个显著例子是 Model S P85 中的电池组，其容量为 90 kWh，重量超过 530 公斤。该电池组包含 16 个模块，由 7104 个独立电池组成。中央母线在将每个电池模块连接到接触器方面起着至关重要的作用，接触器为前后电动机供电。由于每个模块约为 5.5 kWh，而 Model S P85 的电池组中有 16 个这样的模块，因此它实际上相当于一个 84kWh 模块。特斯拉在其电池组中使用锂离子电池。每个电池都有不同的尺寸、形状和内部化学性质。所用电池的具体类型取决于所制造的型号；例如，特斯拉的 Model S 和 X 变体使用松下制造的 18650 锂离子电池。这些电池的尺寸是一个关键信息，因为它表明了它们的大小和形状。每个 18650 电芯直径为 18 毫米，高为 65 毫米，其命名法可以洞悉其尺寸和内部结构。电芯以串联和并联连接的方式排列，从而形成一个模块。电池组的设计和所用电芯类型会显著影响汽车的整体性能。特斯拉 Model S 电池组：技术特性详细分析特斯拉的电池组（用于 Model S）由松下与特斯拉合作开发，专为电动汽车 (EV) 应用而设计。该电芯的主要特性如下：| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 容量 | 3.4 Ah | | 电芯能量 | 12.4Wh | | 标称电压 | 3.66 V | | 体积能量密度 | 755 Wh/L | | 重量能量密度 | 254Wh/Kg | | 内阻 | 30m Ohm | | 电芯质量 | 49g | | 电芯体积 | 0。0165L | 特斯拉 Model S 电池组由多个称为模块的较小电池组成，每个模块采用 6S 74P 配置。这意味着六个电池串联连接，每个系列都有 74 个电池并联连接。每个模块的额定连续电流为 500A，峰值电流为 750Amps。电池组采用液体冷却来维持其温度并防止过热，过热可能导致热失控和火灾危险。冷却系统使用热交换器管道，该管道将冷却液输送到模块内部。 ### 引线键合技术的优势 特斯拉 Model S 电池组中使用的引线键合技术有几个优点： * 连接过程中不会向电池引入热量。 * 导线充当安全保险丝，在电池发生故障时提高整个系统的安全性。 * 它提高了可制造性。 ### 引线键合技术的缺点 但是，这种技术也有一些缺点： * 由于增加了导线，它增加了电阻。 * 它会在系统中产生热量，从而降低运行效率。 * 电池模块的规格如下：| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 标称电压（电池模块） | 22.8V/模块 | | 充电截止电压（电池模块） | 25.2V/模块 | | 放电截止电压（电池模块） | 19.8/模块 | | 最大放电电流（10 秒） | 750 安培 | | 高度 | 3.1 英寸 | | 宽度 | 11.9 英寸 | | 长度 | 26.2 英寸 | | 重量 | 55 磅 | 热管理系统是一项关键的安全功能，它通过去除电池组内部的热量来确保电池组的温度保持在一定阈值内。### 图片参考本文中的一些图片取自 EV Tech Explained，这是一个提供深入解释电动汽车技术的频道。特斯拉电池组的关键在于将各个电池彼此隔离。在弯道处，Kapton 胶带可确保最佳绝缘效果。水乙二醇溶液用作冷却剂，当冷却剂流过电池组时，温度会升高。下图显示了高强度测试后电池模块内不同点的温度波动。蓝线表示冷却剂入口，红线表示出口。图中还显示了最大和最小电池温度。测试最初设置为 20°C，涉及 250 安培充电和放电循环。如图所示，模块之间存在低温偏差。保持相似的温度至关重要，因为它会影响内部电阻和整体电池组特性。冷却剂管的波浪形设计增加了表面积和封装效率。电池组本身作为结构构件，位于汽车底部。它为车辆提供刚性和强度，降低重心并改善平衡性和稳定性。每个凹槽可容纳一个电池模块，纵向构件可加强底盘的抗冲击和侧弯能力。内部构件为模块放置创建网格，同时提高基础强度和物理刚度。如果发生火灾，它们会将模块彼此隔离。下图显示了所有 16 个模块的放置位置。高压母线连接在上方，红点表示正极连接，黑色表示负极连接。母线由厚铜镀锡板制成。电池管理系统 (BMS) 对于安全、监控过充、过放、充电状态、放电状态、温度等至关重要。下图显示了基于德州仪器 bq76PL536A-Q1 3 至 6 串联锂离子电池监控器和二次保护的特斯拉 Model-S BMS。BMS 集成到每个模块中，监控电池寿命、温度和其他因素。特斯拉 Model S 的电池监控系统 (BMS) 通过充电放电循环监控电池，并使用 SPI 与其他串联 BMS 模块进行数据通信。每个模块的 BMS 都充当从属设备，通过隔离屏障与主 BMS 通信，主 BMS 控制主接触器并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI，可以菊花链连接一条通信线路，可能是由博世开发的，该系统的复杂性和工程工作量是显著的，特别是在设计模块和电池组时，它们也用于结构目的，增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求，由于特斯拉提供的信息在互联网上可以找到，因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信，并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI，可以菊花链连接一条通信线路，可能是由博世开发的，该系统的复杂性和工程工作量是显著的，特别是在设计模块和电池组时，它们也用于结构目的，增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求，由于特斯拉提供的信息在互联网上可用，因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信，并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI，可以菊花链连接一条通信线路，可能是由博世开发的，该系统的复杂性和工程工作量是显著的，特别是在设计模块和电池组时，它们也用于结构目的，增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求，由于特斯拉提供的信息在互联网上可用，因此很难验证它。
柔性基板上薄硅片的倒装芯片组装
减薄硅芯片在柔性基板上的倒装芯片组装 Tan Zhang、Zhenwei Hou 和 R. Wayne Johnson 奥本大学 阿拉巴马州奥本 Alina Moussessian 和 Linda Del Castillo 喷气推进实验室 加利福尼亚州帕萨迪纳 Charles Banda 物理科学实验室 摘要 将减薄硅芯片（25-100 µ m）组装到柔性基板上为从智能卡到太空雷达等各种应用提供了超薄柔性电子产品的选择。对于高密度应用，可以通过堆叠和层压预组装和测试的柔性层然后处理垂直互连来制造 3-D 模块。本文介绍了将减薄芯片倒装芯片组装到聚酰亚胺和液晶聚合物 (LCP) 柔性基板上的工艺。已经开发出两种用于聚酰亚胺和 LCP 柔性基板的组装方法。在第一种方法中，将焊料凸块芯片回流焊接到图案化柔性基板上。需要使用夹具在回流期间保持柔性基板平整。回流之后是底部填充分配和固化。底部填充分配工艺对于避免底部填充流到薄硅片顶部至关重要，我们将在下文中讨论这一工艺。在第二种方法中，通孔通过聚酰亚胺或 LCP 蚀刻，露出接触垫的底面。将焊膏挤入通孔，回流并清洗，在通孔中形成焊料“凸块”。对浸焊产生的具有低轮廓焊料凸块的芯片进行焊剂处理、放置和回流。然后对芯片进行底部填充。这种方法可降低总组装厚度。简介为了满足单芯片和堆叠芯片封装中不断降低的轮廓要求，正在开发薄芯片的组装工艺。1-4 柔性基板（25-50 µ m）提供了一种进一步减小封装厚度的方法。减薄的 Si-on-flex 结构也有利于太空应用。减薄的 Si 虽然易碎，但也很灵活。减薄的 Si-on-flex 可以卷成管状进行发射，并在太空中展开，从而形成带有集成电子设备的大面积天线。组装减薄的 Si-on-flex 必须解决的问题包括：基板设计和制造、减薄后的凸块、芯片处理、回流期间的基板平整度和底部填充分配。这些将在以下章节中讨论。基板本工作中使用了两种柔性基板材料：聚酰亚胺和液晶聚合物 (LCP)。LCP 特性包括 100GHz 下的良好介电性能、低吸湿性和极低的透湿性。5-13 LCP 的热膨胀系数 (CTE) 可以在 LCP 薄膜的双轴挤出过程中控制。市售薄膜的 CTE 为 8 和 17ppm/o C。在本工作中使用 8ppm/o C LCP 薄膜。在用于倒装芯片组装的传统柔性基板设计中，铜芯片连接点的图案化位置与芯片组装位置在柔性薄膜的同一侧（图 1）。阻焊层用于定义可焊焊盘区域（顶面设计）。另一种方法是蚀刻聚酰亚胺或 LCP 通孔，露出铜焊盘的底面（背面设计）。通孔通过激光钻孔或反应离子蚀刻 (RIE) 制成。倒装芯片从铜图案的对面组装（图 2），从而无需阻焊层并减小了总厚度。这种方法的另一个优点（低轮廓凸块）将在后面介绍。顶面聚酰亚胺基板由约翰霍普金斯大学应用物理实验室制造，而激光钻孔背面 LCP 设计由 STS ATL 公司制造。背面 (RIE) LCP 和聚酰亚胺基板由奥本大学制造。只需一层金属即可布线菊花链芯片互连图案。