RS-485总线电路中的过热保护
时间：09-30
来源：互联网
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4．2．3 封装材料
过热应力下需要考虑封装部分如引线框架、塑封料及焊线的材料。新兴的绿色和无铅化合物支持高焊接温度，允许在260°C时短时焊接，湿度敏感等级为1。然而，绿色和无铅型塑封料也会降低高温储存寿命(HTSL)。
4．2．4 长期高温的影响
新兴的绿色和无铅塑封料在140°C时的HTSL限制约为10年。在可靠性测试中可导致器件失效的主要机制是kirkendall空洞现象。随着时间推移，半导体中连接焊线和焊盘的球键强度会被塑封料减弱。一旦球形结点的键合强度减弱到一定程度，就变为开路，最终导致器件故障。在对抗kirkendall空洞方面，铜的键合强度远远好于掺铜铝焊盘。
负偏压温度不稳定性(NBTl)也是造成器件高温故障的一个重要原因。pMOS晶体管参数有较大漂移，NBTI便是其中一种表现形式。测试NBTI时，pMOS的栅极负压偏置，其他端均为地电位(图7)，测试装置处于高温。pMOS的参数在时间零点测量，通过测试确定这些条件下的参数偏移度，从而定义NBTI。温度和偏置电压足够高时，pMOS的NBTI可以限制或完全影响晶体管性能。注意：由于pMOSNBTI的影响，阈值电压Vt、电流驱动Id、和栅极电容Cg的漂移比较明显。
4．2．5 半导体材料最大允许温度
器件结温较高时，会出现许多潜在的危险因素。采用绿色和无铅封装以及标准铜掺铝焊垫时器件的HTSL较低，最有可能引发长期可靠性问题，因为形成kirkendall空洞效应的温度低于造成电子迁移的温度。TSD电路调节器件结温，可防止短路故障。TSD也有助于预防闭锁。如果器件持续短路，TSD有助于器件持续工作更长的时间，但不能指望TSD可使器件始终在故障下工作。
5 结束语
在某些短时间故障下，TSD电路具有保护器件的功能。虽然TSD有助于器件长期可靠性，但它们并不是专门用于改善长期可靠性的。在器件的建议工作条件下正确使用是增强长期可靠性的唯一途径。故障时短时间工作在绝对最大额定值是允许的,但长期工作在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
大多数TSD电路根据实验测试设计,因为仿真器只限于工作在温度低于TSD触发点的环境。TSD电路的触发点范围相当严格，应保护器件同时不应干扰正常工作。可采用多种反应速度快于TSD的技术来进一步限制器件结温,从而保护器件。
过热应力下需要考虑封装部分如引线框架、塑封料及焊线的材料。新兴的绿色和无铅化合物支持高焊接温度，允许在260°C时短时焊接，湿度敏感等级为1。然而，绿色和无铅型塑封料也会降低高温储存寿命(HTSL)。
4．2．4 长期高温的影响
新兴的绿色和无铅塑封料在140°C时的HTSL限制约为10年。在可靠性测试中可导致器件失效的主要机制是kirkendall空洞现象。随着时间推移，半导体中连接焊线和焊盘的球键强度会被塑封料减弱。一旦球形结点的键合强度减弱到一定程度，就变为开路，最终导致器件故障。在对抗kirkendall空洞方面，铜的键合强度远远好于掺铜铝焊盘。
负偏压温度不稳定性(NBTl)也是造成器件高温故障的一个重要原因。pMOS晶体管参数有较大漂移，NBTI便是其中一种表现形式。测试NBTI时，pMOS的栅极负压偏置，其他端均为地电位(图7)，测试装置处于高温。pMOS的参数在时间零点测量，通过测试确定这些条件下的参数偏移度，从而定义NBTI。温度和偏置电压足够高时，pMOS的NBTI可以限制或完全影响晶体管性能。注意：由于pMOSNBTI的影响，阈值电压Vt、电流驱动Id、和栅极电容Cg的漂移比较明显。
4．2．5 半导体材料最大允许温度
器件结温较高时，会出现许多潜在的危险因素。采用绿色和无铅封装以及标准铜掺铝焊垫时器件的HTSL较低，最有可能引发长期可靠性问题，因为形成kirkendall空洞效应的温度低于造成电子迁移的温度。TSD电路调节器件结温，可防止短路故障。TSD也有助于预防闭锁。如果器件持续短路，TSD有助于器件持续工作更长的时间，但不能指望TSD可使器件始终在故障下工作。
5 结束语
在某些短时间故障下，TSD电路具有保护器件的功能。虽然TSD有助于器件长期可靠性，但它们并不是专门用于改善长期可靠性的。在器件的建议工作条件下正确使用是增强长期可靠性的唯一途径。故障时短时间工作在绝对最大额定值是允许的,但长期工作在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
大多数TSD电路根据实验测试设计,因为仿真器只限于工作在温度低于TSD触发点的环境。TSD电路的触发点范围相当严格，应保护器件同时不应干扰正常工作。可采用多种反应速度快于TSD的技术来进一步限制器件结温,从而保护器件。
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