基于有限元法的压接型IGBT器件单芯片子模组疲劳寿命预测

发布时间：2024-02-21 06:12

　　传统的焊接式IGBT模块已经越来越难适应柔性直流输电和机车牵引等领域中更为苛刻的工作条件,可靠性问题愈加突出。而新型的压接型IGBT器件因其具有双面散热、易于串联和失效短路等优点,逐渐在IGBT新型封装领域中的脱颖而出,成为国内外争相研究的热点。压接型IGBT器件封装结构与焊接式IGBT模块化的封装结构大相径庭,所以存在完全不同的长期可靠性问题。压接型IGBT器件封装结构是各种金属材料及硅芯片相叠加的层压结构。在工作过程中,各种材料因热胀冷缩的原因,会出现相互挤压和摩擦。久而久之,各种金属材料会出现不同程度的变形以及磨损,影响了器件的性能。功率循环试验是考核功率半导体器件最为常用的试验,可以通过模拟器件的实际工况来考核器件的可靠性。但真实试验周期长投资大,并且人们对新型器件的封装经验不足,所以必须先进行仿真模拟去了解一些基本特性,进行器件可靠性的初步研究,为后续功率循环等可靠性试验奠定基础。本文以上述思路为基础,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics对凸台式的压接型IGBT器件进行功率循环仿真,并进行器件的疲劳寿命预测。在功率循环过程中,利用随动硬化模型对各种金属材料...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２功率器件失效率分布??为了提高ＩＧＢＴ芯片的可靠性，需要有一定的封装结构来进行散热，同时这样??

电力电子系统是应用电力电子技术的载体，其广泛应用于电能变换的场合。电力电??子系统在工作过程中存在不同的可靠性问题，可靠性问题的出现会导致整个电力电??子系统的失效。根据电力电子系统中各部件失效概率的不同，可以做出如图１所示??的电力电子系统失效率分布图｜｜］。由图１－１可以看出....

图１－３功率半导体的功率范围及封装类型??

＂这簾?＿Ｌ５［應：■?匿界３?Ｔ?１?＾＇?？＊，ｗ??图１－４凸台式压接型ＩＧＢＴ剖面结构图??ａ）丨ＧＢＴ器件内部结构图ｂ）?４５００Ｖ?２４００Ａ?ＩＧＢＴ??图１－５凸台式压接型丨ＧＢＴ器件内部结构阁??凸台式压接型ＩＧＢＴ内部主要有芯片、芯片两边的钼片、发射极凸台、栅....

图１－５凸台式压接型丨ＧＢＴ器件内部结构阁??

?Ｃｕｒｒｅｎｔ?［Ａ］??ｎ?—？爾－??图１－３功率半导体的功率范围及封装类型??１．２＿２压接型ＩＧＢＴ器件的分类??压接型ＩＧＢＴ器件按照其封装结构的不同，主要可以分为凸台式和弹簧式。下??而分别介绍两种封装结构的压接型ＩＧＢＴ器件。Ｔｏｓｈｉｂａ、Ｗｅｓｔｃｏｄｅ和Ｄｙ....

图１－６?ＳｔａｋＰａｋ外观图和内部结构图??与焊接式ＩＧＢＴ模块相比，压接型ＩＧＢＴ器件以其耐受电压高、通过电流大、??

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本文编号：3905155