EJ3318 Kapsling av effekthalvledarkomponenter 8,0 hp

Packaging of Power Semiconductor Devices

Kursen är huvudsakligen ämnad för doktorander vars forskningsämne är effektelektronik eller elektriska drivsystem. Kursen ger en djup förståelse för elektriska, termiska och mekaniska egenskaper, samt konstruktion av kapslingsteknologier för effekthalvledarkomponenter.

  • Utbildningsnivå

    Forskarnivå
  • Huvudområde

  • Betygsskala

    P, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT18 för programstuderande

  • Perioder

    HT18 P1 (8,0 hp)

  • Anmälningskod

    51733

  • Kursen startar

    2018-08-27

  • Kursen slutar

    2018-10-26

  • Undervisningsspråk

    Engelska

  • Studielokalisering

    KTH Campus

  • Undervisningstid

    Dagtid

  • Undervisningsform

    Normal

  • Antal platser

    Ingen begränsning

Lärandemål

Efter genomgången kurs skall studenten kunna: 

  • förklara hur materialval för kapslingen inverkar på de termiska egenskaperna
  • förklara hur materialval för kapslingen inverkar på tillförlitligheten
  • förklara varför olika konstruktioner kan ha olika parasitiska induktanser
  • förklara begreppen effektcykling och termisk cykling
  • förklara hur effektcykling och termisk cycling påverkar den förväntade livstiden för en kapsling
  • förklara begreppen FIT rate och MTTFb
  • beräkna approximativa värden av termiska resistanser och kapacitancerberäkna approximativa värden av parasitiska induktanser
  • beräkna the chip-temperaturen i stationär drift
  • beräkna transienta chip-temperaturerberäkna temperatur-variationer till följd av effektcykling
  • beskriva de huvudsakliga konstruktionsdragen för en diskret kapsling, en industriell effektmodul och en press-pack komponentbeskriva de olika produktionsstegen för en diskret kapsling, en industriell effektmodul och en press-pack komponent
  • beskriva hur olika parasitiska element inverkar på egenskaperna av kapslingen
  • beskriva olika felmoder för kapslingar
  • beskriva hur den termiska resistansen och kapacitansen kan bestämmas för en given kapsling
  • beskriva metoder för att minimera effekterna av oanpassade termiska utvidgningskoefficienter
  • beskriva begreppet elektromigration

Kursens huvudsakliga innehåll

Metoder för konstruktion och analys av kapslingar för effekthalvledarkomponenter:

  • Konstruktion av kapslingar för diskreta komponeenter, industriella effektmoduler och press-pack-kapslingar
  • Bondning, lödning, and pressgjutning
  • Termisk och mekanisk konstruktion av kapslingar
  • Elektromigration
  • Parasitiska induktanser av kapslingar
  • Effektcykling och termisk cykling
  • Mätningar av electriska och termiska storheter
  • Elektrisk isolation
  • Koppar-bolls-kontaktering
  • Avancerad modellering

Kursupplägg

Seminarier, föreläsningar, projektarbete, skriftlig tentamen

Behörighet

Doktorander vid KTH och doktorander från andra universitet

Litteratur

Power Electronic Packaging

Design, Assemble Process, Reliability and Modeling

Liu, Y.

2012, XVIII, 594 p. Hardcover

ISBN: 978-1-4614-1052-2

Examination

  • EXA1 - Examination, 8,0, betygsskala: P, F

Under seminarierna ska studenterna visa att de har förmågan att ta till sig innehållet av ett avsnitt i boken och presentera detta på ett profesionellt sätt för de andra studenterna.  Studenterna ska också visa prov på att de har förmågan att delta i avancerade vetenskapliga diskussioner om ämnet.

Projektet är en litteraturstudie som ska presenteras i formen av en essä. Den skriftliga tentamen är en vanlig tentamen med betygsskalan godkänd (P) och underkänd (F).

Krav för slutbetyg

  • Minst ett godkänt seminarium med muntlig presentation
  • En godkänd essä på ett ämne som väljs av examinatorn
  • En godkänd skriftlig tentamen

Ges av

EECS/Elkraftteknik

Examinator

Hans-Peter Nee <hansi@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2018.
Examinationsinformation gäller från och med VT2019.