計(jì)及內(nèi)部材料疲勞的壓接型IGBT器件可靠性建模與分析
作者：李輝; 王曉; 姚然; 龍海洋; 李金元; 李堯圣 重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 重慶400044; 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司先進(jìn)輸電技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 北京102209
摘要：大功率壓接型IGBT器件更適合柔性直流輸電裝備應(yīng)用工況,必然對壓接型絕緣柵極晶體管(IGBT)器件可靠性評估提出要求。提出計(jì)及內(nèi)部材料疲勞的壓接型IGBT器件可靠性建模方法,首先,建立單芯片壓接型IGBT器件電–熱–機(jī)械多物理場仿真模型,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證IGBT仿真模型的有效性;其次,考慮器件內(nèi)部各層材料的疲勞壽命,建立單芯片壓接型IGBT器件可靠性模型,分析了單芯片器件各層材料薄弱點(diǎn);最后針對多芯片壓接型IGBT器件實(shí)際結(jié)構(gòu),建立多芯片壓接型IGBT器件多物理場仿真模型,分析器件應(yīng)力分布,并對各芯片及多芯片器件故障率進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果表明,壓接型IGBT器件內(nèi)部的溫度、von Mises應(yīng)力分布不均,最大值分別位于IGBT芯片和發(fā)射極鉬層接觸的輪廓線邊緣;多芯片器件內(nèi)應(yīng)力分布不均會導(dǎo)致各芯片可靠性有所差異,邊角位置處芯片表面應(yīng)力最大,可靠性最低。
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