部件W簡化描述。具 體而言,禪接到壓電元件506的初級側(cè)端子504A的初級側(cè)電極507A和禪接到初級側(cè)端子 504B的初級側(cè)電極507B是使用電阻器515禪接的。壓電元件506包括由導(dǎo)電涂層形成的并禪 接兩個位于初級側(cè)的初級側(cè)電極507A和507B的電阻器515。初級側(cè)端子504A和504B形成初 級側(cè)電極對。
[0053] 將詳細說明包括電阻器515的配置。電阻器515的一個示例由通過使用氧化鋒作為 基本成分來混合環(huán)氧樹脂而制備的導(dǎo)電涂層形成。當(dāng)制造壓電變壓器101時,在初級側(cè)端子 之間施加電阻器515,并將其烘干,并且電阻器515具有給定范圍內(nèi)的初始電阻值。在流體焊 接過程中,將包括電阻器515的壓電變壓器101插入到印刷電路板210中,并通過流體焊接安 裝。
[0054] 假設(shè)Rx是電阻器515的電阻值。當(dāng)生成預(yù)先確定的熱電電流時,較小的電阻值Rx可 W降低熱電電壓。也就是說,隨著電阻值Rx增大,熱電電壓增大,增大了對半導(dǎo)體組件的靜 電放電損壞的風(fēng)險。相比之下,當(dāng)流體焊接的安裝完成后電源裝置進行操作時,較大的電阻 值Rx可W降低壓電變壓器101的初級側(cè)電路中的損耗。太小的電阻值Rx會增大損耗,不能獲 得滿意的電路特征。因此,電阻值Rx需要被確定為滿足所有運些要求。
[0055] 此時,電阻值Rx并不總是等于上文所提及的初始電阻值。運是因為,通過使用氧化 鋒作為基本成分來混合環(huán)氧樹脂而制備的導(dǎo)電涂層會根據(jù)導(dǎo)電涂層本身的溫度變化而改 變電阻值。更具體而言,當(dāng)壓電元件506的溫度上升時,施加于壓電元件506的電阻器515的 溫度也上升,電阻值Rx也增大。當(dāng)溫度恒定或減小時,電阻值Rx不會改變。通過使用氧化鋒 作為基本成分來混合環(huán)氧樹脂而制備的導(dǎo)電涂層是電阻器的示例。特征和特性根據(jù)所使用 的電阻器而改變。因此,考慮到電阻器515的特征,特別是電阻值的溫度變化,確定電阻器 515的電阻值Rx。
[0056] (1)獲取熱電電壓的方法
[0057] 由壓電元件506的熱電效應(yīng)所生成的熱電電流Ip由下列公式給出:
[005引 Ip = P ? (A ? AT/A t). . .1.1
[0059] 其中,P是熱電系數(shù)[CAm2 ? °C)],A是壓電元件的初級側(cè)電極的面積[m2],而AT/ A t是壓電元件506每單位時間的溫度變化rC/sec] ([°C/秒])(被稱為溫度上升速率)。熱 電系數(shù)P是指示由每單位面積的單位溫度變化給出的極化變化度的數(shù)值。隨著熱電系數(shù)P的 數(shù)值變大,隨著溫度變化的壓電元件506中的電荷運動變得更活躍。
[0060] 使用電阻器515的電阻值Rx和熱電電流吐,給出在壓電元件506的初級側(cè)電極507A 和507B之間所生成的熱電電壓化:
[0061] 化=Ip ? Rx. . .1.2
[0062] 如由此公式所表示的,熱電電壓化是由于使用焊料射流的焊接過程中的熱電效應(yīng) 引起的由壓電元件506所生成的熱電電流Ip和電阻器515的電阻值Rx的乘積。將公式1.1代 入公式1.2中產(chǎn)生
[006;3]化=P ? (A ? AT/A t) ? Rx. . .1.3
[0064] 從公式(1.3)清楚地看出,可W想得到四種方法作為降低熱電電壓化的方法。第一 方法減小熱電系數(shù)P。第二方法減小壓電元件506的初級側(cè)電極的面積A。第=種方法減小溫 度上升速率A T/ A t。第四方法減小電阻值Rx。
[0065] 減小熱電系數(shù)P的第一方法可W通過增大壓電元件506的熱容量來實現(xiàn)。然而,壓 電元件506的較大的體積會增大組件尺寸,并提高成本。如果組件成分改變,則特征也會大 大地改變。減小壓電元件506的初級側(cè)電極的面積A的第二方法會損害壓電元件506的增壓 能力。如此,第二方法不適用于需要高增壓能力的電路。相比之下,減小壓電元件506的溫度 上升速率A T/A t的第=方法,W及減小電阻器515的電阻值Rx的第四方法可W相對容易地 被實現(xiàn)。
[0066] 壓電元件506的溫度上升速率A T/At隨著參數(shù)而改變。參數(shù)的示例有:加熱器703 W及流體焊料槽402的溫度設(shè)置,印刷電路板210的傳送速度,它們是流體焊接過程中的條 件設(shè)置。用于改變溫度上升速率A T/ A t的參數(shù)還包括印刷電路板210上的壓電變壓器101 的配置位置,W及板狹縫的存在/不存在、位置和尺寸。
[0067] (2)獲取對場效應(yīng)晶體管的施加電壓的方法
[0068] 將說明當(dāng)場效應(yīng)晶體管111的柵極和漏極通過流體焊料槽402中的焊料射流401禪 接時獲取對場效應(yīng)晶體管111的靜電放電損壞的余量的方法。此時,基于由壓電元件506的 熱電效應(yīng)所生成的熱電電壓化,獲取熱電效應(yīng)的放電能量化。然后,獲取當(dāng)放電能量化被提 供給場效應(yīng)晶體管111時的施加電壓。此外,將場效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的靜電 能擊穿電壓與施加電壓彼此進行比較。
[0069] 由下列公式給出壓電元件506的熱電效應(yīng)的放電能量化:
[0070] 化= ((C1+C2) ?化2)/2. . .1.4
[0071] 其中,Cl是壓電元件506的初級側(cè)端子504A和504B的電容[pF],C2是與印刷電路板 210上的壓電元件506的初級側(cè)電容并聯(lián)安裝的電容器116的電容[pF]。一般而言,Cl和C2兩 者大約是幾百到幾千pF。
[0072] 由下列公式給出場效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的靜電能蛇S:
[0073] Egs = Ciss ? Vgs2/2. ..1.5
[0074] 其中,Vgs是場效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的施加電壓[VLCiss是場效應(yīng)晶 體管111的柵極和源極之間的電容[P門。一般而言,Ciss大約是l(K)pF。從壓電元件506所生 成的放電能量化和場效應(yīng)晶體管111的靜電能Egs在實施例中的熱電電壓化的施加模型中 彼此相等:
[0075] Egs 二化...1.6
[0076] 將公式1.4和1.5代入公式1.6會產(chǎn)生
[0077] Ciss ? Vgs2 = (Cl+C2) ?化2. . .1.7
[0078] 相應(yīng)地,場效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的施加電壓Vgs可W由下列公式給 出:
[0081] 如此,施加電壓Vgs由熱電電壓化、布置在壓電元件506的初級側(cè)的兩個電極之間 的電容(C1+C2)、W及半導(dǎo)體組件的電容CiSS來確定。
[0082] (3)防止對場效應(yīng)晶體管的靜電放電損壞的條件表達式
[0083] 為防止對場效應(yīng)晶體管111的靜電放電損壞,通過熱電效應(yīng)在柵極和源極之間的 施加電壓Vgs足W等于或低于場效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的靜電能擊穿電壓。即, 足W滿足關(guān)系:
[0084] Ve> Vgs. . .1.10
[0085] 關(guān)系(I. 10)被重寫為
[0087] 關(guān)系1. 11被重寫為電阻器515的電阻值Rx的公式:
[0089] 獲取電阻器515的電阻值RxW滿足關(guān)系1.12。關(guān)系1.12的右側(cè)指示電阻值Rx的上 限值。即,電阻器515的電阻值Rx的上限值被設(shè)計為使得,施加于半導(dǎo)體組件的施加電壓Vgs 變得等于或低于與由于使用焊料射流的焊接過程中的熱電效應(yīng)引起的熱電效應(yīng)中所生成 的熱電電壓Vp成比例的半導(dǎo)體組件的靜電能擊穿電壓Ve。較大的電阻值Rx會緩和該條件。 太小的電阻值Rx會增大壓電元件506的初級側(cè)上的損耗。由此,電阻值Rx的下限條件根據(jù)壓 電元件506的初級側(cè)上允許的損耗來確定。
[0090] 如由關(guān)系1.12所表示的,基于加熱器703和焊料射流401的溫度條件和流體焊接過 程中的印刷電路板210的傳送速度,來確定電阻器515的電阻值Rx。電阻器515的電阻值Rx還 由禪接到壓電元件506的初級側(cè)端子504A和504B的電容器116的電容C2確定。使用具有較高 靜電能擊穿電壓Ve的場效應(yīng)晶體管111是有益的。
[0091] 為滿足上面的關(guān)系,在流體焊接過程中執(zhí)行下列確認是有效的。測量壓電元件506 的表面溫度,并且從表面溫度測量結(jié)果獲取每單位時間的溫度變化,作為溫度上升速率A T/Ato
[0092] 圖2示出了壓電元件506的表面溫度T