Contribution aux qualifications de composants électroniques en puissance basée sur les mécanismes de défaillance et indications pour applications automobile en hautes temperatures

• Auteur / Autrice : Pravin Sinha
• Direction : Laurent Dupont
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Télécom Bretagne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fatigue thermique

Transistors de puissance

Fiabilité

Résumé

Aujourd'hui, environ 80% de l'innovation dans le secteur automobile est le fait de l'électronique. Les projections pour 2010 prédisent que les systèmes électroniques représenteront 40% du coût du véhicule. De plus, les conditions d'application sont de plus en plus exigeantes, le marché de l'industrie automobile cherchant des systèmes plus fiables avec une durée de vie prolongée. Les standards actuels de qualification sont entièrement basés sur une méthode de qualification comportant des tests de conformité sur des échantillons, la durée de ces tests étant prédéfinie. Une partie importante des informations demeure donc inconnue à l'issue des tests de cette méthode de qualification. Notamment, les questions suivantes demeurent: où se situe la fin de vie du produit? Quel est le mécanisme de défaillance? Les points clés de nouvellement proposé méthodologie sont d'évaluer les exigences des applications en terme charges environnementales (stress mécanique, la température) et de charges appliquées et leur impact sur l'accélération de la défaillance les transistor MOSFET. A grace de test il a été prouvé que les connexions sources (câblage filaire de sources) et les brasure sous la puce Power MOSFET sont les points faibles du système. Il a également été prouvé que, dans le cas de charges environnementales, les soudures du circuit intégré sur le substrat sont les plus faibles alors que dans le cas de charges appliquées, les connexions sources (câblage filaire de sources) sont le facteur limitant. Les données obtenues par les tests de vieillissement accéléré ont été analysées et modélises afin de comprendre la fiabilité de ces composants. Finalement, une nouvelle technologie de packaging Power MOSFET nommée LFPAK, qui utilise des clips en cuivre au lieu des connexions sources (câblage filaire de sources), a été analysée pour comprendre son comportement en haute température. Les résultant des tests de viellissement accéléré obtenus dans ce travail peuvent être utlisés pour le design d'un nouvelle génération de composant électronique hautes températures sur cartes de circuit imprimé (PCB).