摘要：随着IGBT模块功率等级的提高,芯片的功率密度和工作结温大幅提升,导致器件长期可靠性受热应力的影响越来越大。本文以3 300 V/3 000 A规格压接式IGBT模块为例,对压接式IGBT模块热性能进行研究:分析了模块的传热模型并利用ANSYS对模块结构进行迭代仿真,发现模块双面散热存在不对称性;同时分析了模块结构对热阻的影响,并针对电极铜块面积、电极铜块厚度及钼片厚度等结构参数提出了优化方案,可为器件的结构优化设计提供参考。

摘要：针对汽车IGBT模块的主要失效原理和引线键合寿命短板,结合仿真分析进行了功率循环试验设计,结温差ΔT_(j)和流经键合线的电流I_(C)是影响键合点寿命的主要加速因子,中间温度(T_(jm))是影响键合点寿命的重要因子。传统功率循环寿命试验需采用大量的试验样本,文章采用单根键合引线作为试验独立样本,极大程度地减少了试验所需的样本数,同时通过压降参数V_(CE(sat))的微小变化相对准确地获取到IGBT模块内部键合线的脱落趋势,结合寿命模型和威布尔统计方法,对键合点寿命进行统计分析,最终获得功率循环寿命曲线。利用新的功率循环寿命统计方法可将试验成本和试验周期减少80%。

摘要：介绍了大功率压接式IGBT相比于传统焊接型器件所具有的技术优势,从器件设计层面分析了器件绝缘耐压失效机理,提出通过提升介质介电强度的方法进行绝缘性能优化的方案;分析了压力分布对器件性能的影响并提出多种解决方案;提出几种热学设计优化思路;针对失效短路问题,分析了其过程机理。最后阐述了银烧结、集成散热、Si C等压接式器件技术发展趋势。

摘要：为了实现1 200 V混合SiC功率模块的低感封装,文章介绍通过芯片优选和芯片优化布局设计、采用低感母排取代键合铝线的跨接等措施,将功率模块的寄生电感减小到16 n H,有效降低了模块的峰值电流和振荡时长,缓解了混合SiC功率模块的电流振荡并降低了模块的开通损耗。将该低感封装设计的模块应用于30 k W光伏逆变器中,光伏逆变器的转化效率可提高至97.95%。

摘要：IGBT模块失效的原因错综复杂,封装退化是因素之一。为剔除应用工况类因素干扰,采用更严苛的热循环试验,建立模块失效和封装退化的关联,结果分析发现,封装会出现焊层分层、母排脱附及铝线脱离等退化现象,继而导致模块失效。结合材料力学理论,得出材料选型和结构设计的原则;同时分析了工艺质量水平对封装退化的影响,并从基板焊层及拱度、金属间化合物形貌、功率端子焊接、键合技术等方面提出针对性改进措施。