JP2012204705A - 半導体モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1Aと、基板に配設され、特性インピーダンスZ0を有する第1の配線2と、第1の配線に接続される電極パッド3と、電極バッドに配設され、インピーダンスZ1を有する接合部4と、第1の配線に接触して配置され、第1の配線を介して接合部に向けて電圧のパルス波を発振可能な発振器5と、第1の配線に接触して配置され、接合部からパルス波の出力波を検出可能な検出器6と、を有する半導体モジュール100であって、特性インピーダンスZ0と前記インピーダンスZ1が所定の関係を有する半導体モジュール。
【選択図】図1
Description
第1実施形態に係る半導体モジュールを図1〜11を用いて説明する。
基板1は、例えば一般のプリント基板やセラミック基板等を用いることができる。具体的には、ガラスエポキシ樹脂やセラミック材料などの絶縁層と銅配線などの導体箔を有する板状誘電体基板であって良い。
基板1の表面には第1の配線2が配設されている。第1の配線2は銅配線を用いることが出来る。
この第1の配線2には電極パッド3が接続されており、さらにこの電極パッド3には接合部4が接続されている。
第1の配線2には、この第1の配線2を介して接合部4に向けて電気的な入力パルス波を発振可能な発振器5が配設されている。発振器としてはトランジスタ回路を含むICのドライバによるパルス波や、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電セラミックスを用いることが出来る。パルス波は、例えば、ローレベルの電圧からハイレベルの電圧へ変化するようなパルス波形である。パルス波はローレベルからハイレベル、またはハイレベルからローレベルに変化した後で、オーバーシュートやアンダーシュート、またはリンギングを起こす場合があってもよく、また、台形波、sin波、cos波、方形波などであって良い。
第1の配線2には、接合部4から入力パルス波の出力波を検出可能な検出器6が配設されている。検出器としては、トランジスタ回路を含むICのレシーバなどを用いることが出来る。また、故障予兆監視対象の接合部が複数ある場合には、検出器のレシーバが複数必要になるが、配線の分岐による出力波を避けるために、検出器のレシーバが複数存在するデイジーチェイン配線で接続してもよい。デイジーチェイン配線で接続した例を図2に示す。
本実施形態の第1の配線2はマイクロストリップライン、ストリップライン、またはコプレーナ導波路とすることができる。
第1の配線2として普通の銅配線を用いる場合には、第1の配線2と電極パッド3との間にキャパシタまたはコイルを介挿することが出来る。キャパシタの場合にはキャパシタンス効果により、コイルの場合にはインダクタンス効果により、特性インピーダンスZ0を調整することが可能となる。
解析部7について図5〜図6を用いて説明する。
解析部7は、以下の信号処理及び演算等を行う。これにより、接合部4の亀裂Xの有無あるいはその進行状況を適宜把握し、故障の予兆を行うことが出来る。以下に、図7を参照しながら故障の予兆方法の例を示す。
接合部の亀裂発生領域比、電圧範囲、「亀裂発生有り」と判定するサンプリングカウント数Ncに対応してテーブルを作成する。テーブルの例を図8に示す。
発生させるパルス電圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間、周期(あるいは周波数)、デューティ値(パルス波のハイレベル時間/周期)、セットリング時間(信号過渡時間であり、パルス電圧変化直後、立ち下がり、立ち上がり、リンギングなどの不安定な電圧変動の期間)、パルス発生時間を決定する。
第1ステップ(S01)で決定した条件で、発振器5からパルス波をパルス発生時間の間、発生させる。発振器5から発振するパルス波の例を図9に示す。このパルス電圧は、ICのドライバによるクロック信号であってもよい。
検出器6は出力波の電圧値Vを検出する。図10に出力波の例を示す。
解析部7は、カウントされた回数がサンプリングカウント値Ncを超えると、接合部4において、電圧範囲に対応した亀裂発生面積比を有する亀裂が少なくとも発生している、と判定する。
検出器6のサンプリング周波数が発振パルス信号の周波数より低い場合における、亀裂発生の有無を判定するための方法について、図12を参照しながら説明する。
発振器5からのパルス波に、接合部4の亀裂の影響が現れるまでの時間t1、影響が現れる時間範囲t2、次のパルス到着までの時間t3とする。このとき、検出器6のサンプリング間隔がt1+t2+t3の公倍数にならないように、t1+t2+t3+t2/nと設定し(ただしnは整数)、t2/nがt1の公約数でも、t3の公約数でもないようにt1、t2、t3、nを決定する。この様子を図13に示す。
このような条件の下において、発振器5は繰返しパルスを発振する。
検出器6により出力波の電圧値を検出する。検出器6のサンプリング周波数が発振パルス信号の周波数より低い場合、検出器6で検出される電圧値は図13の黒丸に示すように離散的に検出される。ここで、第11ステップ(S11)の条件下においては、パルス発生時間の間に亘って出力波の電圧値を複数集計することにより、検出サンプリング点のタイミングが少しずつずれることになるので、最終的に実際の出力波の波形に近似したデータを取得することが可能となる。
解析部7は、テーブルを参照しながら、パルス発生時間の間における電圧範囲に入るカウント数が「亀裂有り」と判定するサンプリング数を超えるかどうかを判定する。
図14は、第1の実施形態に係る第1の変形例である。第1の実施形態では第1の配線が基板1Aに配設される第1の配線2を活用し、2個の電極パッドに挟まれた2個の接合部4が発振器5から検出器6の間に電気的に直列に介挿した実施形態である。
1a ・・・ 絶縁材料
1b ・・・ 導体箔(第2の配線)
2 ・・・ 第1の配線
3 ・・・ 電極パッド
4 ・・・ 接合部
5 ・・・ 発振器
6 ・・・ 検出器
7 ・・・ 解析部
7a ・・・ 演算部
7b ・・・ 判定部
7c ・・・ 記憶部
8 ・・・ CPU
9 ・・・ 記憶装置
10 ・・・ コネクタ部
100 ・・・ 半導体モジュール
Claims (7)
- 前記検出部に解析部が更に接続され、
前記解析部は、
前記検出器から得られた前記インピーダンスZ1に係る信号について所定の演算を行う演算部と、
前記演算部にて得られた演算の結果から前記接合部の状態を判定する判定部と、
を有する請求項1に記載の半導体モジュール。 - 基板と、
前記基板に配設され、特性インピーダンスZ0を有する第1の配線と、
前記第1の配線に接続される電極パッドと、
前記電極バッドに配設され、インピーダンスZ1を有する接合部と、
前記第1の配線に接触して配置され、前記第1の配線を介して前記接合部に向けて電圧のパルス波を発振可能な発振器と、
前記第1の配線に接触して配置され、前記接合部から前記パルス波の出力波を検出可能な検出器と、
前記検出部に接続され、前記検出器から得られたインピーダンスZ1に係る信号について所定の演算を行う演算部、前記演算部にて得られた演算の結果から前記接合部の亀裂の有無または前記亀裂の進行状況を判定する判定部、及び亀裂領域と前記信号の電圧範囲の関係値に関するテーブルを記憶している記憶部、を有する解析部と、
を有する半導体モジュール。 - 前記演算部は
前記接合部の亀裂発生前の面積(S1)に対する亀裂の面積(S2)の比(S2/S1)を前記亀裂の程度に応じて複数に区分した亀裂発生領域比、前記亀裂発生領域比に応じて
前記検出器で検出される電圧値を区分した電圧範囲、前記電圧範囲に含まれる前記検出器で検出される電圧値のカウント数が所定のカウント数以上となった場合に前記接合部に亀裂有りと判定するためのサンプリングカウント値Nc、を有するテーブルを作成し、
前記発振器が発振するパルス波の電圧の立ち上がり時間、立ち下がり時間、周期または周波数、デューティ値、セットリング時間、パルス発生時間を決定し、前記パルス波を所定のパルス発生時間の間、発生させ、
前記パルス発生時間の間に、前記検出器により検出される出力波をカウントしてカウント数を求め、
前記判定部は、
前記カウント数が前記テーブルにおける各電圧範囲に対応するサンプリングカウント値Ncを超えた場合に前記電圧範囲に対応する亀裂発生領域比の亀裂が発生したと判定する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体モジュール。 - 前記検出器は、
前記発振器が発振するパルス波に対する出力波において前記接合部の亀裂の影響が現れるまでの時間をt1、影響が現れる時間範囲をt2、次のパルス波が到着までの時間をt3としたときに、t2/n(nは整数)がt1の公約数でも、t3の公約数でもないようにt1、 t2、 t3、nを決定し、前記検出器のサンプリング間隔がt1+t2+t3の公倍数にならないようにt1+t2+t3+t2/nと設定して前記パルス波の出力波を検出する、
請求項4に記載の半導体モジュール。 - 前記第1の配線がマイクロストリップライン、ストリップラインまたはコプレーナ導波路のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
- 前記第1の配線と前記電極パッドとの間にキャパシタまたはコイルが介挿されている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9520164B1 (en) | 2015-09-04 | 2016-12-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | ZQ calibration circuit and semiconductor device including the same |
JP2018535553A (ja) * | 2016-03-30 | 2018-11-29 | ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィMitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. | 少なくとも1つのダイを備えるパワー半導体モジュールの損傷レベル又は寿命予測を推定する方法及びデバイス |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5739705B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-06-24 | 株式会社東芝 | 半導体モジュール、電子機器及び状態判定方法 |
US11778911B2 (en) | 2020-09-29 | 2023-10-03 | Ohio State Innovation Foundation | Method, electronic apparatus, and system for defect detection |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1093297A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP2005322768A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路 |
JP2006278946A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | パッケージ基板、及び撮像装置 |
JP2008147245A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Toshiba Corp | 劣化診断回路及び半導体集積回路 |
JP2010093231A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-04-22 | Yokogawa Electric Corp | 半導体装置の実装構造 |
JP2010147426A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置、及び、はんだ接合部破壊の検出方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000058704A (ja) * | 1998-08-11 | 2000-02-25 | Fujitsu Ltd | Lsiパッケージ及びそのインナーリード配線方法 |
JP2000171504A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Nec Corp | 半導体評価装置 |
JP2002098736A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Nec Corp | 半導体デバイス試験装置 |
JPWO2002050910A1 (ja) * | 2000-12-01 | 2004-04-22 | 株式会社日立製作所 | 半導体集積回路装置の識別方法と半導体集積回路装置の製造方法及び半導体集積回路装置 |
JP2003098222A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-03 | Mitsubishi Electric Corp | 検査用基板、検査装置及び半導体装置の検査方法 |
JP4391717B2 (ja) * | 2002-01-09 | 2009-12-24 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | コンタクタ及びその製造方法並びにコンタクト方法 |
US20050218397A1 (en) * | 2004-04-06 | 2005-10-06 | Availableip.Com | NANO-electronics for programmable array IC |
TWI512304B (zh) * | 2005-09-13 | 2015-12-11 | Ebara Corp | 半導體裝置及其檢查方法 |
US7187179B1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-03-06 | International Business Machines Corporation | Wiring test structures for determining open and short circuits in semiconductor devices |
JP2008021864A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Nec Electronics Corp | 半導体装置 |
JP2008123586A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP4439533B2 (ja) | 2007-03-27 | 2010-03-24 | 株式会社東芝 | 負荷算定装置および負荷算定方法 |
JP4950275B2 (ja) | 2009-12-25 | 2012-06-13 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
JP5739705B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-06-24 | 株式会社東芝 | 半導体モジュール、電子機器及び状態判定方法 |
-
2011
- 2011-03-28 JP JP2011069144A patent/JP5739705B2/ja active Active
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1093297A (ja) * | 1996-09-12 | 1998-04-10 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP2005322768A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Nec Electronics Corp | 半導体集積回路 |
JP2006278946A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | パッケージ基板、及び撮像装置 |
JP2008147245A (ja) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Toshiba Corp | 劣化診断回路及び半導体集積回路 |
JP2010093231A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-04-22 | Yokogawa Electric Corp | 半導体装置の実装構造 |
JP2010147426A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置、及び、はんだ接合部破壊の検出方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9520164B1 (en) | 2015-09-04 | 2016-12-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | ZQ calibration circuit and semiconductor device including the same |
JP2018535553A (ja) * | 2016-03-30 | 2018-11-29 | ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィMitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. | 少なくとも1つのダイを備えるパワー半導体モジュールの損傷レベル又は寿命予測を推定する方法及びデバイス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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