N. MANCEAU, "Etude de la fiabilité de composants de puissance de type TRIAC soumis à des contraintes en di/dt - Comparaison de la fiabilité de différentes familles des composants Z0103MA / ACS108-5SA / ACS108-6SA", EPU de Tours, Département Productique, r
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Stage : [DATA289]

Titre : N. MANCEAU, Etude de la fiabilité de composants de puissance de type TRIAC soumis à des contraintes en di/dt - Comparaison de la fiabilité de différentes familles des composants Z0103MA / ACS108-5SA / ACS108-6SA, EPU de Tours, Département Productique, rapport de stage d'Ingénieur, mars-août 2005.

Cité dans : [DIV121]  Liste des rapports de stages IUT, DEA, P2I EIT, stages de fin d'études, avril 2013.
Cité dans : [DATA033] Liste des publications de Thierry LEQUEU et activités de recherche, janvier 2018.
Cité dans :[99DIV083] Liste des travaux écrits de Thierry LEQUEU, février 2018.
Cité dans : [DATA288] F. DE NICOLO, Etude de la fiabilité des composants de puissance ACS soumis à des contraintes en di/dt, EPU de Tours, Département Productique, rapport de stage d'Ingénieur, mars-août 2005.
Auteur : Mikaël MANCEAU

Date : mars-août 2005
Stockage : Thierry LEQUEU
Lien : FIAB-3.pdf - 1 pages, 696 Ko, sujet du stage.
Lien : mailto:manceaumickael@hotmail.com

Vers : Sommaire
Vers : Résumé
Vers : Bibliographie
Vers : Documentation des composants


Sommaire

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Introduction 3
1. STMicroelectronics 4
1.1. Sur le plan mondial 4
1.2. Le site de Tours : activités et production 5

2. Contexte et objectifs 6

3. Environnement expérimental 7
3.1. Le TRIAC 7
3.1.1. Généralités 7
3.1.2. ACS: Alternative Current Switch 8
3.1.3. Applications des composants 8
3.2. Les technologies de TRIACs 8
3.2.1. La technologie MESA 8
3.2.1. La technologie TOP-GLASS: Z0103MA 9
3.2.1. La technologie PLANAR: ACS108-6SA 10
3.3. Moyens d’applications des contraintes en di/dt 11

4. Méthodologie 13

5. Fiabilité et phénomènes de dégradation 14
5.1. Résultats et exploitation statistique 14
5.1.1. Les contraintes en di/dt 14
5.1.2. Résultats des tests dans Q2 15
5.1.3. Comparaison des durées de vie dans Q2 16
5.2. Analyse de défaillance 17
5.2.1. Moyens d’analyses 17
5.2.2. Analyse de défaillance du Z0103MA 18
5.2.3. Analyse de défaillance de l’ACS108-5SA 19
5.2.4. Analyse de défaillance de l’ACS108-6SA 20
5.3. Simulations thermoélectriques 22
5.3.1. Moyens et objectifs 22
5.3.2. Simulation du Z0103MA dans Q2 22
5.3.3. Simulation de l’ACS108-6SA dans Q2 26
5.4. Résistance aux contraintes en di/dt 31
5.4.1. Agencement de la structure : layout 31
5.4.2. Qualité du process de fabrication 31
5.4.3. Transfert thermique 32
Conclusion 33
Bibliographie 34

ANNEXES 35
Annexe n°1 - Déclenchement d’un TRIAC dans Q2 36
Annexe n°2 - Présentation du banc de test 37
Annexe n°3 - Distribution de WEIBULL 38
Annexe n°4 - Résultats des tests réalisés 39
Annexe n°5 - Plan cadence du Z0103MA 40
Annexe n°6 - Plan cadence de l’ACS108-5SA 41
Annexe n°7 - Plan cadence de l’ACS108-6SA 42
Annexe n°8 - Les outils de simulation sous le logiciel ISE 43
Annexe n°9 - Précisions sur la structure simulée du Z0103MA 44
Annexe n°10 - Précisions sur la structure simulée de l’ACS108-6SA 45

Remerciements 46


Résumé

TOP

Cette étude est consacrée à la fiabilité de TRIAC soumis à des contraintes en di/dt. Le principe consiste à déterminer la durée de vie de ces composants par exploitation statistique. Les produits testés sont le Z0103MA en technologie TOP-GLASS et l’ACS108-6SA en technologie PLANAR. On a effectué une comparaison de la fiabilité entre ces deux composants. Des analyses sur les produits défaillants et des simulations thermoélectriques permettent de comprendre les phénomènes de chocs thermiques. Les paramètres permettant d’obtenir une meilleure résistance face aux contraintes en di/dt ont été mis en avant à la fin cette étude.

Mots_clés :
TRIAC, ACS, fiabilité, contrainte en di/dt, choc thermique, distribution de Weibull, analyse de défaillance, simulations thermoélectriques.

Abstract :
This study is devoted to the TRIACs’ reliability subjected to stress by di/dt. The principle consists to determinate the components lifetime by statistical exploitation. The products tested are the Z0103MA in TOP-GLASS technology and ACS108-6SA in PLANAR technology. We have compared the reliability between them. Failure analysis and thermoelectric simulations permit to understand the thermal shock phenomenon. At the en d of the study, we show the parameters which give the best resistance against stress by di/dt.

Key_words :
TRIAC, ACS, reliability, stress by di/dt, thermal shock, Weibull distribution, failure analysis, thermoelectrical simulations.


Bibliographie

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Références :
[1] : Stéphane Forster. Fiabilité fonctionnelle et mécanismes de dégradation des triacs soumis aux chocs thermiques par di/dt à la fermeture. Thèse de doctorat, Université de Metz, 10 septembre 2001.
[2] : Stéphane Moreau. Mécanismes de dégradation et fiabilité fonctionnelle des interrupteurs bidirectionnels tels que les triacs. Thèse de doctorat, Université Joseph Fourier Collège doctoral de l’INP Grenoble.
[3] : Florence Arnaud. Fiabilité des Triacs. Université Paul Sabatier de Toulouse DESS Microélectronique.
  [1] : [THESE109] S. FORSTER, Fiabilité fonctionnelle et mécanismes de dégradation des TRIACs soumis aux chocs thermiques par di/dt à la fermeture, Thèse, Université de Metz, 10 septembre 2001.
  [2] : [THESE121] S. MOREAU, Mécanismes de dégradation et fiabilité fonctionnelle des interrupteurs bidirectionnels tels que les TRIACs, rapport de DEA Génie Electrique de Grenoble, aout 2002.
  [3] : [THESE086] A. FLORENCE, Etude et réalisation d'un banc de caractérisation des triacs. Etude comparative de la fiabilité de composant issues des technologies MESA-GLASS et TOP GLASS, projet de fin d'études DESS Electronique de Puissance, avril-septembre 2000, 43 pa
  [4] :  [DATA268] F. DE NICOLO, M. MANCEAU, Etude de la fiabilité des composants de puissance ACS soumis à des contraintes en di/dt, EPU de Tours, Département Productique, 3ième année, P2I, 2004/2005.


Documentation des composants

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Lien : ACS108-5.pdf - 7 pages, 82 Ko, AC line switch, November 1999.
ACS108.jpg - 15 Ko

Lien : Z01xxxa.pdf - 5 pages, 61 Ko, SENSITIVE GATE TRIACS, TO92, January 1995.
Z0103.jpg - 15 Ko

Lien : ACST4.pdf - 9 pages, 92 Ko, ACST4 Series(R), AC POWER SWITCH, ASD(TM) AC Switch Family, January 2003.
ACST4.jpg - 19 Ko

Lien : BTB04-600SL.pdf - 5 pages, 58 Ko, BTB04-600SL, STANDARD 4A TRIACS, 4A, 600V.
Lien : BTA04.pdf - 5 pages, 64 Ko, BTA08 T/D/S/A, BTB08 T/D/S/A, ST SENSITIVE GATE TRIACS, 4A, 400V, 600V, 700V.
BTB04.jpg - 15 Ko

Lien : ACST8.pdf - 8 pages, 68 Ko, ACST8-8C, 8A, 800V, OVER VOLTAGE PROTECTED AC POWER SWITCH, ASD(tm), AC Switch Family AC POWER SWITCH, January 2002.
ACST8.jpg - 19 Ko

Lien : BTA08sa.pdf - 5 pages, 69 Ko, BTA08 S/A, BTB08 S/A, ST SENSITIVE GATE TRIACS, 8A, 400V, 600V, 700V.
Lien : BTA08bc.pdf - 5 pages, 68 Ko, STANDARD TRIACS ST
Lien : BTA08xW.pdf - 5 pages, 70 Ko, SNUBBERLESS TRIACS ST
Lien : BTA08xST.pdf - 5 pages, 71 Ko, LOGIC LEVEL TRIACS
BTB08.jpg - 15 Ko

  [1] :  [DIV126]  T. LEQUEU, Librairie des fichiers PDF de composants, janvier 2018.


Mise à jour le dimanche 1 avril 2018 à 11 h 22 - E-mail : thierry.lequeu@gmail.com
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