DC/DC电源模块可靠性研究：关键器件分析与寿命评估

"本文是2010年发表在北京工业大学学报上的一篇关于DC/DC电源模块可靠性的工程技术论文，作者包括吕长志、马卫东等人。文章深入研究了广泛应用的DC/DC电源模块的多芯片组件(MCM)的可靠性问题。" DC/DC电源模块是现代电子系统中不可或缺的组成部分，尤其在军事、工业和通信等领域具有广泛的应用。相比于早期的线性稳压电源，DC/DC电源模块以其高效、紧凑、轻量化和高可靠性等优势脱颖而出。然而，随着技术的发展，对电源模块的可靠性提出了更高的要求。 作者通过统计分析DC/DC电源模块的实际使用情况，并运用ANSYS软件进行热模拟，发现影响模块可靠性的关键因素是垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管（VDMOS）和肖特基势垒二极管（SBD）。这两种器件在电源模块中的作用至关重要，它们的性能决定了模块的转换效率和稳定性。 研究采用了基于器件参数退化的恒定电应力和序进温度应力加速寿命试验方法，以评估VDMOS和SBD的失效行为。实验结果显示，VDMOS的跨导gm和SBD的反向漏电流IR是其失效的敏感参数，平均寿命分别为1.47×107小时和4.3×107小时。参数退化研究表明，VDMOS和SBD的性能衰退与钠离子污染以及硅-二氧化硅界面的退化有关，而SBD的退化还涉及到铝-硅界面的变化。 这项研究强调了VDMOS和SBD在DC/DC电源模块中的核心地位，以及它们的可靠性和寿命对整体系统性能的影响。提高这些关键器件的可靠性是提升电源模块整体性能的关键。同时，研究结果为优化设计和延长电源模块的使用寿命提供了理论依据，对于DC/DC电源模块的制造和应用具有重要的指导意义。 关键词涉及DC/DC电源模块、多芯片组件(MCM)、可靠性、加速寿命试验，表明该论文主要探讨的是这些领域的技术和理论。文章的分类号TN311.7表明它属于电力电子技术的范畴，文献标志码A则表示这是一篇原创性的学术论文。