一、術(shù)語(yǔ)

1、SiP：System-in-Package

SiP是一種先進(jìn)的封裝技術(shù)，它將多個(gè)半導(dǎo)體器件、集成電路（IC）或其他電子組件，以及必要的輔助零件，集成并封裝在一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的殼體內(nèi)，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)或子系統(tǒng)。與片上系統(tǒng)（SoC）不同，SiP不追求所有功能組件的單片集成，而是通過(guò)先進(jìn)的封裝技術(shù)，將來(lái)自不同工藝節(jié)點(diǎn)的獨(dú)立芯片、傳感器、天線等組件封裝在一起，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)別的集成。SiP的實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，包括但不限于倒裝芯片（Flip-Chip）、引線鍵合（Wire Bonding）、凸塊技術(shù)（Bump Technology）以及晶圓級(jí)封裝（WLP）等。

2、QFN ：Quad Flat No-Lead Package

QFN是方形扁平無(wú)引腳封裝的縮寫(xiě)，它是一種表面貼裝技術(shù)，用于集成電路的封裝。QFN封裝有一個(gè)由引線框架包圍的模具（由銅合金與亞光錫涂層制成）。芯片和框架通常通過(guò)線鍵連接在一起。銅/金是焊絲粘合的首選材料。一些制造商使用倒裝芯片技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種互連。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，倒裝芯片技術(shù)提供了更好的電氣性能。底部是金屬化的端子墊，它們沿著底部的四個(gè)邊緣存在，并為PCB提供電氣互連。QFN封裝底部的外露襯墊提供與PCB的電路連接，同時(shí)提供有效的傳熱。連接引腳將芯片牢牢地固定在襯墊上的環(huán)氧樹(shù)脂材料中。

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3、SiC：silicon carbide

SiC晶體有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）力學(xué)性質(zhì)：SiC晶體具有極高的硬度與良好的耐磨性質(zhì)，是目前已發(fā)現(xiàn)的材料中僅次 于金剛石的晶體。由于SiC力學(xué)上的優(yōu)秀性質(zhì)，粉晶SiC常被用于切割或磨拋工業(yè)，一些工件上的耐磨涂層也會(huì)采用SiC涂層，山東艦甲板上的耐磨涂層就是由SiC構(gòu)成的。

（2） 熱學(xué)性質(zhì)：SiC的導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)半導(dǎo)體Si的3倍， GaAs的8倍。采用SiC制備的器件產(chǎn)熱可以快速被傳導(dǎo)出去，由此SiC器件對(duì)散熱條件的要求相對(duì)較寬松，更適合制備大功率器件。SiC具有穩(wěn)定的熱力學(xué)性質(zhì)。在常壓條件下，SiC會(huì)在較高溫度下直接分解為Si與C的蒸氣，而不會(huì)發(fā)生熔化。

（3）化學(xué)性質(zhì)：SiC具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，耐腐蝕性能良好，室溫條件下不與任何已知的酸發(fā)生反應(yīng)。SiC長(zhǎng)時(shí)間置于空氣中會(huì)緩慢的形成一層致密SiO2薄層，阻止進(jìn)一步的氧化反應(yīng)。

（4）電學(xué)性質(zhì)：SiC作為寬禁帶半導(dǎo)體的代表材料，6H-SiC和4H-SiC的禁帶寬度分別為 3.0 eV和3.2 eV，是Si的3倍，GaAs 的 2 倍。采用 SiC 制備的半導(dǎo)體器件具有較小的漏電電流，較大的擊穿電場(chǎng)，所以 SiC 被認(rèn)為是大功率器件的理想材料。SiC的飽和電子遷移率也比Si要高2倍，在制備高頻器件上也具有明顯優(yōu)勢(shì)。通過(guò)晶體中雜質(zhì)原子的摻雜可以獲得p型 SiC 晶體或者 N 型 SiC 晶體。

（5）光學(xué)性質(zhì)：由于具有較寬帶隙，無(wú)摻雜的SiC晶體呈無(wú)色透明。摻雜后的SiC晶體由于其性質(zhì)的不同表現(xiàn)出不同顏色，例如：摻雜N后，6H-SiC呈現(xiàn)綠色；4H-SiC呈現(xiàn)棕色；15R-SiC呈現(xiàn)黃色。摻雜Al后，4H-SiC呈現(xiàn)藍(lán)色。通過(guò)觀察顏色的不同來(lái)確定晶型，是一種較直觀的分辨 SiC 晶型的方法。

4、GaN：gallium nitride

氮化鎵（GaN）的晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)。它的禁帶寬度為3.4eV，大于GaAs（1.424eV）和SiC（3.3eV），這使得GaN具有更高的擊穿電壓和熱穩(wěn)定性。此外，GaN的導(dǎo)熱性差，但它的熱穩(wěn)定性非常好，可以在高溫下保持其電學(xué)性能。

下面來(lái)解釋什么是禁帶寬度。

禁帶寬度（Band gap）是指一個(gè)帶隙寬度，單位是電子伏特（eV），用于描述半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)。在固體中，電子的能量是不連續(xù)的，這些能量不同的電子的能帶間存在一個(gè)最小能量差，稱為禁帶寬度。如果想要導(dǎo)電，就要有自由電子或者空穴存在。自由電子存在的能帶稱為導(dǎo)帶（能導(dǎo)電），而自由空穴存在的能帶稱為價(jià)帶（亦能導(dǎo)電）。被束縛的電子要成為自由電子或者空穴，就必須獲得足夠能量從而躍遷到導(dǎo)帶，這個(gè)能量的最小值就是禁帶寬度。

GaN HEMT是基于AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)，目前市面上還未出現(xiàn)GaN的MOSFET，主要是因?yàn)橥|(zhì)GaN成本太高，一般采用Si或者SiC作為異質(zhì)襯底，異質(zhì)襯底就需要在襯底上生長(zhǎng)一層緩沖層（AlN），而緩沖層是絕緣的，因此目前的GaN器件還沒(méi)有MOSFET結(jié)構(gòu)。

漲知識(shí)！氮化鎵（GaN）器件結(jié)構(gòu)與制造工藝

定義

5、HEMT：high-electron-mobility transistors

高電子遷移率晶體管（High Electron Mobility Transistors，HEMT）作為功率半導(dǎo)體器件的代表，在高頻應(yīng)用領(lǐng)域有著巨大的市場(chǎng)潛力。氮化鎵相比于硅和碳化硅具有更高的電子遷移率（Electron Mobility）、飽和電子漂移速率（Saturated Electron Veloctity）和擊穿場(chǎng)強(qiáng)（Breakdown Field）。 什么是電子遷移率？

電流的導(dǎo)通依靠的是材料內(nèi)部載流子的定向移動(dòng)。當(dāng)存在著外加電壓時(shí)，材料內(nèi)部的自由電子受到外加電壓中電場(chǎng)力的作用，會(huì)沿著電場(chǎng)的反方向做定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流，我們稱其為漂移運(yùn)動(dòng)。而將這種定向運(yùn)動(dòng)的速度稱為漂移速度。根據(jù)推導(dǎo)可知，當(dāng)電場(chǎng)增大時(shí)電子的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)隨之增大，兩者呈線性關(guān)系，而這個(gè)比例系數(shù)就被稱作遷移率。

由于材料上的優(yōu)勢(shì)，在相同耐壓等級(jí)下，氮化鎵材料更適合制作高效的功率器件，特別是橫向結(jié)構(gòu)HEMT，其導(dǎo)通電阻比硅器件的導(dǎo)通電阻低1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，與同為寬禁帶半導(dǎo)體材料的碳化硅器件相比，其導(dǎo)通電阻減小1/2~1/3。

氮化鎵HEMT與普通晶體管的區(qū)別就在于高電子遷移率，因此更適合于高頻應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)提升轉(zhuǎn)換器的效率和功率密度非常有利，這也是它被大規(guī)模應(yīng)用的原因與前提。比如氮化鎵HEMT可將充電器的尺寸縮小一半，同時(shí)將功率提高3倍。目前氮化鎵功率器件主要應(yīng)用于電源適配器、車載充電器、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，也逐漸成為5G基站電源的最佳解決方案。

從HEMT器件結(jié)構(gòu)看，可分為橫向和縱向結(jié)構(gòu)。縱向結(jié)構(gòu)器件需要用到氮化鎵自支撐襯底，而且從目前來(lái)看，氮化鎵襯底的成本較高，尺寸較小，這就使得單個(gè)器件的成本更高。氮化鎵縱向結(jié)構(gòu)器件尚未在市場(chǎng)上出售，目前處于大量研究以使器件商業(yè)化的階段。同時(shí)縱向結(jié)構(gòu)的器件并沒(méi)有利用到氮化鎵最大的優(yōu)勢(shì)——二維電子氣（2 Dimensional Electron Gas，2DEG），而橫向結(jié)構(gòu)的器件則能很好地利用到這一特點(diǎn)。

獨(dú)特的 2DEG

氮化鎵外延的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，典型如AlGaN/GaN界面，由于沿鎵面方向外延生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)存在較強(qiáng)的自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，這導(dǎo)致在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)界面處會(huì)產(chǎn)生高濃度的2DEG。

首先，由于GaN與AlGaN的晶格常數(shù)不同，而且它們的晶格常數(shù)又有變?yōu)閿?shù)值一致的趨勢(shì)，因此在異質(zhì)結(jié)界面處會(huì)出現(xiàn)對(duì)上層材料的擠壓或拉伸，產(chǎn)生應(yīng)力。

在沒(méi)有外加應(yīng)力時(shí)，由于氮化物材料自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其自身內(nèi)部的正負(fù)電中心并不對(duì)稱，電子會(huì)向著N原子一側(cè)偏移，在材料內(nèi)部產(chǎn)生電場(chǎng)，這就是自發(fā)極化。

與此同時(shí)，由于AlGaN材料的晶格常數(shù)小于GaN，上層的AlGaN材料會(huì)受到壓應(yīng)力。就像等腰三角形來(lái)做一個(gè)類比，當(dāng)我們?cè)诶烊切蔚膬蓚€(gè)等邊時(shí)，第三個(gè)頂點(diǎn)會(huì)向著其所對(duì)的邊移動(dòng)，這就是壓電極化。

在自發(fā)極化與壓電極化的一同作用下，在AlGaN與GaN之間會(huì)產(chǎn)生一層極薄的電子層。由于這些電子被限制在幾個(gè)原子厚度的薄層中，不可以在Z軸方向運(yùn)動(dòng)，但可以在X與Y方向自由運(yùn)動(dòng)，所以電子近似位于一個(gè)平面內(nèi)。在這個(gè)平面中的電子運(yùn)動(dòng)模式與自由空間中的氣體類似，故稱之為2DEG。

在極薄的平面中，電子的運(yùn)動(dòng)不會(huì)受到阻擋，所以電子的漂移速度就會(huì)相對(duì)較高，這也是高電子遷移率的由來(lái)。

6、MOSFET：metal-oxide-semiconductor field-effect transistors

金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管是一種電壓控制元件，以金屬層的柵極隔著氧化層利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

Power MOSFET Basics：https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-power_mosfet_basics-Article-v01_00-EN.pdf？fileId=8ac78c8c8d2fe47b018e625961741a0e

7、IGBT：insulated-gate bipolar transistors

絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管（BJT）和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOS）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件。下圖顯示了一種N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)。IGBT是一個(gè)三端器件，正面有兩個(gè)電極，分別為發(fā)射極（Emitter）和柵極（Gate）背面為集電極（Collector）。IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通；反之，加反向門極電壓消除溝道，流過(guò)反向基極電流，使IGBT關(guān)斷。

各種功率器件的應(yīng)用場(chǎng)景

8、IMS：insulated metal substrate

絕緣金屬基板，其制造方法是：在鋁基板表面壓合絕緣層，并在絕緣層表面壓合并刻蝕出具有特定走線形狀的銅箔，在銅箔上貼裝控制IC、功率元件和引腳并綁定金屬線，然后一體模制成型。

9、DCB：direct copper bonded

銅直接粘合，其制造方法是：在陶瓷基板兩面壓合銅箔，其中一面形成特定形狀，并在該面裝配具有特定走線形狀的銅框架，再在銅框架上貼裝控制IC、功率元件，然后一體模制成型。

10、FR4:a glass fiber fabric， pre-impregnated with partially cured resin， known as FR4 in PCB industry

常常提到的FR-4是對(duì)一類玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂材料的簡(jiǎn)稱。但嚴(yán)格來(lái)講FR-4不是一種材料名稱，而是材料的防火等級(jí)。

FR-4的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)是由NEMA（美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)）制定，NEMA分類標(biāo)準(zhǔn)中的FR表示Flame-Retardant （阻燃的） 。FR-4表示樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂，增強(qiáng)材料為玻璃纖維布，阻燃等級(jí)為UL94 V-0的板材。

目前電路板所用的FR-4等級(jí)材料的種類非常多，但多數(shù)都是以四功能（Tera-Function）的環(huán)氧樹(shù)脂加上填充劑（Filler）以及玻璃纖維所做出的復(fù)合材料。

PCB的基材不同，阻燃等級(jí)也不相同，劃分如下：

基板種類等級(jí)材料是否阻燃

紙基板XPC酚醛樹(shù)脂

纖維紙否

UL94 HB

XXPC改性酚醛樹(shù)脂

纖維紙否

UL94 HB

FR-1阻燃酚醛樹(shù)脂

纖維紙是

UL94 V-1

FR-2阻燃酚醛樹(shù)脂

纖維紙是

UL94 V-1

玻璃布

基板FR-4環(huán)氧樹(shù)脂

玻璃布是

UL94 V-0

FR-5環(huán)氧樹(shù)脂

玻璃布是

UL94 V-0

復(fù)合基板CEM-1環(huán)氧樹(shù)脂

纖維紙

玻璃布是

UL94 V-0

CEM-3環(huán)氧樹(shù)脂

玻璃布

玻璃氈是

UL94 V-0

FR4定義

FR-4的導(dǎo)熱率一般在0.3~0.4 W/m·K范圍內(nèi)，熱導(dǎo)性能較差。

11、Tg：glass transition temperature

Tg值，指的是材料從一個(gè)相對(duì)剛性“玻璃”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐鬃冃螤顟B(tài)的溫度點(diǎn)。只要沒(méi)達(dá)到熱分解溫度（Td），這種熱力學(xué)變化是可逆的，當(dāng)冷卻至Tg值以下時(shí)，材料可以變回剛性狀態(tài)。當(dāng)超過(guò)熱分解溫度時(shí)，F(xiàn)R-4會(huì)發(fā)生分解失效。

業(yè)界通常根據(jù)Tg值，把FR-4板材劃分為高、中、低三檔：

低 Tg FR-4：Tg值在135℃左右；

中 Tg FR-4：Tg值在150℃左右；

高 Tg FR-4：Tg值在170℃左右。

如果PCB加工時(shí)壓合次數(shù)多、PCB層數(shù)多、焊接溫度高（≥230℃）、工作溫度高（超過(guò)100℃）、焊接熱應(yīng)力大（如波峰焊接），時(shí)應(yīng)選擇高Tg板材。

12、CTI：Comparative Tracking Index

相對(duì)漏電起痕指數(shù)，用來(lái)度量絕緣材料的電擊穿（電痕破壞）性能。漏電起痕發(fā)生在絕緣材料表面，由于介質(zhì)損耗的存在，電介質(zhì)發(fā)熱升溫，引起電介質(zhì)分解碳化，最終延伸至電極導(dǎo)致短路。

CTI是絕緣材料表面能經(jīng)受住50滴電解液（0.1%氯化銨水溶液）而沒(méi)有形成漏電痕跡的最高電壓值，單位為V。換句話說(shuō)，CTI是絕緣塑料在通電情況下，其表面滴加50滴導(dǎo)電液體而沒(méi)有產(chǎn)生碳化短路的最高電壓值。

材料的CTI值與其絕緣性能正相關(guān)。高CTI值意味著要求的爬電距離更低，兩個(gè)導(dǎo)體間的距離會(huì)更近。

漏電起痕指數(shù) （V）性能等級(jí)類別（PLC）

CTI≥600 0

400≤CTI《6001

250≤CTI《4002

175≤CTI《2503

100≤CTI《175 4

CTI《100 5

13、CAF：Conductive Anodic Filamentation）

導(dǎo)電性陽(yáng)極絲，指的是PCB內(nèi)部銅離子從陽(yáng)極（高電壓）沿著玻纖絲間的微裂通道，向陰極（低電壓）遷移過(guò)程中發(fā)生的銅與銅鹽的漏電行為。

如下圖片，對(duì)兩個(gè)相鄰的兩個(gè)過(guò)孔進(jìn)行縱向研磨，置于電子顯微鏡下放大100倍，板材呈黯淡顏色，亮金色部分則為銅，可以看到在兩個(gè)過(guò)孔間，有銅點(diǎn)、銅絲存在。

14、Young′s modulus

楊氏模量就是彈性模量，這是材料力學(xué)里的一個(gè)概念。彈性模量是指材料在彈性變形范圍內(nèi)（即在比例極限內(nèi)），作用于材料上的縱向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)。也常指材料所受應(yīng)力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等）與材料產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)變之比。

彈性模量是表征晶體中原子間結(jié)合力強(qiáng)弱的物理量，故是組織結(jié)構(gòu)不敏感參數(shù)。在工程上，彈性模量則是材料剛度的度量，是物體變形難易程度的表征。

15、IPM：intelligent power module

智能功率模塊，不僅把功率開(kāi)關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。而且還內(nèi)部集成有過(guò)電壓，過(guò)電流和過(guò)熱等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。它由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)，也可以保證IPM自身不受損壞。IPM一般使用IGBT作為功率開(kāi)關(guān)元件，內(nèi)部集成電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路的集成結(jié)構(gòu)。IPM以其高可靠性，使用方便贏得越來(lái)越大的市場(chǎng)，尤其適合于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻器和各種逆變電源，是變頻調(diào)速，冶金機(jī)械，電力牽引，伺服驅(qū)動(dòng)，變頻家電的一種非常理想的電力電子器件

16、coefficient of thermal expansion （CTE）

熱膨脹系數(shù)，英文簡(jiǎn)稱CTE，是指物質(zhì)在熱脹冷縮效應(yīng)作用之下，幾何特性隨著溫度的變化而發(fā)生變化的規(guī)律性系數(shù)。熱膨脹系數(shù)有三個(gè)指標(biāo)，線膨脹系數(shù)（α），面膨脹系數(shù)（β），和體膨脹系數(shù)（γ）。實(shí)際應(yīng)用中，α最常用，γ次之，β較少使用。

計(jì)算公式：α=ΔL/（L*ΔT）

如下是半導(dǎo)體器件常用材料的熱膨脹系數(shù)

材料熱膨脹系數(shù)（10^-6/°C）

硅（Si）2.6

鎵砷化物（GaAs）5.9

氮化硅（Si3N4）2.4~3.2

碳化硅（SiC）4.0~4.4

氮化鎵（GaN）5.59（a軸），6.57（c軸）

- 氧化鋁陶瓷7~9

- 氮化硅陶瓷3.2~4.5

FR-46~14

銅（Cu）16~17

銀（Ag）18.9~19

環(huán)氧樹(shù)脂10~70

17、PVD：physical vapor deposition

物理氣相沉積（Physical vapor deposition，PVD）是一種在真空條件下采用物理方法，將固體或液體材料表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過(guò)低壓氣體（或等離子體）過(guò)程，在基體表面沉積具有某種特殊功能薄膜的技術(shù)。

物理氣相沉積技術(shù)基本原理可分三個(gè)工藝步驟：（1）鍍料的氣化：即使鍍料蒸發(fā)，升華或被濺射，也就是通過(guò)鍍料的氣化源；（2）鍍料原子、分子或離子的遷移：由氣化源供出原子、分子或離子經(jīng)過(guò)碰撞后，產(chǎn)生多種反應(yīng)；（3）鍍料原子、分子或離子在基體上沉積。

18、PDEV：partial discharge extinction voltage

局部放電是由于在絕緣材料層或屏蔽表面界面上的空隙的空氣分解。這個(gè)放電導(dǎo)致聚合物最終退化和擊穿。這一過(guò)程涉及的電子和離子的撞擊是電纜中絕緣擊穿的主要原因。空隙存在可能是由于雜質(zhì)導(dǎo)致的界面接觸不好，老化引發(fā)的退化也許與制造過(guò)程相關(guān)。該部分包括聚合物絕緣電性能基本原理。在這里指出局部放電方面沒(méi)有直接關(guān)系的絕緣材料現(xiàn)象，但在本章中不包括：這些包括沿著導(dǎo)體和屏蔽傳輸?shù)母哳l信號(hào)，周圍區(qū)域輻射的電磁波，以及發(fā)射的光波和聲波。應(yīng)該查閱參考文獻(xiàn)來(lái)研究放電類型或脈沖幅值的重要性。

?1.空隙里發(fā)生了什么

擠出電纜絕緣里可能會(huì)存在小的空隙，由于老化引起的改變導(dǎo)致它們的發(fā)展。符合工業(yè)規(guī)范要求的擠出電纜中不應(yīng)存在超過(guò)一定尺寸的空隙。在新制作電纜上進(jìn)行局部放電測(cè)試能防止帶有一定尺寸（和數(shù)量）空隙的電纜到達(dá)用戶的手上。

必須知道空氣（在空隙里）的介電強(qiáng)度。絕緣的介電強(qiáng)度越大，在放電條件下的電阻就越大。因此，當(dāng)（聚乙烯或XLPE）絕緣薄膜的介電強(qiáng)度本身很高時(shí) （也許高達(dá)16000V/mil），而空氣的介電強(qiáng)度則低2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，這是最容易受加速電子老化的。

對(duì)已發(fā)生的放電，空隙的尺寸（直徑）、形狀、壓強(qiáng)和溫度都有顯著影響。當(dāng)遭遇帶電的電子時(shí)不同的絕緣材料會(huì)有不同的響應(yīng)，但是空氣的基本老化響應(yīng)是不變的。

空氣的老化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致形成額外的電子和離子，如圖6-11所示。

約含有80%氮?dú)獾目諝獾慕到饪赡軙?huì)導(dǎo)致形成離子和其他有氮的（例如氮氧化物）降解產(chǎn)生物一旦產(chǎn)生新形成的離子和電子，它們會(huì)繼續(xù)這個(gè)過(guò)程；攻擊空隙中剩余的空氣，如圖6-12所示。

在某一時(shí)刻，臨界值一過(guò)就會(huì)發(fā)生擊穿；這個(gè)擊穿被稱為是局部放電起始電壓 （PDIV）。在擊穿之后，穿過(guò)空隙的電壓立即降為0 （或接近 0）。這就是局部放電熄滅電壓（PDEV）。如要繼續(xù)放電過(guò)程和發(fā)生額外的擊穿， 電壓必須再次建立起來(lái)。空隙中空氣的降解就是重復(fù)這一過(guò)程，是非常有害的。因 此，放電導(dǎo)致空隙的擊穿，引起空氣降解。

2.局部放電過(guò)程

在雪崩過(guò)程發(fā)生時(shí)，絕緣層的固/氣界面會(huì)受到大量電子轟擊。這會(huì)導(dǎo)致絕緣分子鏈斷裂并產(chǎn)生解離副產(chǎn)物，如一氧化碳、二氧化碳、甲烷以及其他低分子量碳?xì)浠衔铮瑫r(shí)也會(huì)生成無(wú)機(jī)碳酸鹽。這些生成物會(huì)與氣體解離產(chǎn)物混雜在一起。解離出來(lái)的電子、離子以及其他產(chǎn)物將沉積在絕緣表面（這將大大增強(qiáng)絕緣表面的極性）。電子可能被束縛在表面上一段時(shí)間，然后再釋放出來(lái)。如果這一過(guò)程持續(xù)發(fā)生，解離過(guò)程將會(huì)導(dǎo)致從絕緣/氣孔界面向絕緣內(nèi)部發(fā)展，而不僅限于初始放電的氣孔。部分本來(lái)完好的聚合物絕緣將被解離后的聚合物取代。解離產(chǎn)生的高氧化性炭黑會(huì)破壞聚合物的連續(xù)性，形成電樹(shù)。在電樹(shù)發(fā)展的路徑里，充斥著放電產(chǎn)生的各種氣體。如果局部放電一直存在，電樹(shù)最終會(huì)延展到絕緣表面形成放電通道，導(dǎo)致材料的擊穿。

19、IPC-TM-650

IPC-TM-650是國(guó)際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會(huì)（IPC，Association Connecting Electronics Industries）制定的一套標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法手冊(cè)，主要用于測(cè)試印刷電路板及其相關(guān)產(chǎn)品的性能和可靠性。全稱為《印刷電路板（PCB）和模塊的測(cè)試方法》。

IPC-TM-650手冊(cè)涵蓋了大量的試驗(yàn)方法，包括物理性能測(cè)試、電氣性能測(cè)試、可靠性測(cè)試等多個(gè)方面，用于評(píng)估和測(cè)試電子產(chǎn)品的各種性能和可靠性指標(biāo)。具體包括：

焊接試驗(yàn)：IPC-TM-650包括了多種焊接試驗(yàn)方法，用于評(píng)估焊接接頭的質(zhì)量和可靠性。其中包括焊接性能評(píng)估、焊接強(qiáng)度測(cè)試和焊接可靠性測(cè)試等試驗(yàn)方法。

環(huán)境試驗(yàn)：提供了多種環(huán)境試驗(yàn)方法，用于評(píng)估電子產(chǎn)品在不同環(huán)境條件下的性能和可靠性。包括高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、溫度循環(huán)測(cè)試和濕度測(cè)試等。

電氣性能測(cè)試：包括了多種電氣性能測(cè)試方法，用于評(píng)估電子產(chǎn)品的電氣性能和可靠性。包括電阻測(cè)試、電容測(cè)試、電感測(cè)試和絕緣電阻測(cè)試等方法。

可靠性試驗(yàn)：提供了多種可靠性試驗(yàn)方法，用于評(píng)估電子產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。包括熱沖擊試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)（如正弦振動(dòng)試驗(yàn)）、冷卻試驗(yàn)和封裝試驗(yàn)等方法。

材料測(cè)試：包括了多種材料測(cè)試方法，用于評(píng)估電子產(chǎn)品中使用的材料的性能和可靠性。包括焊料測(cè)試、膠粘劑測(cè)試和材料耐久性測(cè)試等方法。

此外，對(duì)于金相切片而言，IPC-TM-650標(biāo)準(zhǔn)下的測(cè)試非常關(guān)鍵，可幫助分析和評(píng)估印刷電路板（PCB）內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性和質(zhì)量，包括內(nèi)層連接質(zhì)量的檢查、材料分析以及損壞評(píng)估等。