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半导体技术2025年第12期:基于失效物理的IGBT模块温度循环寿命建模方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈杰;周望君;肖靖;常桂钦;肖强;

单位:株洲中车时代半导体股份有限公司;

摘要:寿命模型是寿命预测的核心,模型的完整性直接决定预测结果的准确性。相比功率循环试验,温度循环(TC)试验周期较长,传统建模方法耗时长且复用性差,为此提出一种基于失效物理的TC寿命建模方法。首先,对IGBT模块进行不同热应力下的TC试验,并通过扫描超声显微镜(SAM)量化表征衬板焊层的动态退化过程;然后,结合有限元仿真和试验反演焊层的Darveaux疲劳模型参数;最后,对影响TC寿命的4种关键因素进行不同TC条件下的田口正交设计和仿真,建立完整的TC寿命模型,相比传统试验方法大幅缩短了建模时间。研究方法和成果可以为功率器件的寿命建模和可靠性正向设计提供指导。

关键词:IGBT模块;;衬板焊层;;温度循环(TC)寿命模型;;失效物理;;有限元仿真