压接式IGBT和晶闸管器件失效模式与机理研究综述

作     者：罗皓泽 陈忠 杨为 谢佳 胡迪 官玮平 LUO Haoze;CHEN Zhong;YANG Wei;XIE Jia;HU Di;GUAN Weiping

作者机构：浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230601 国网安徽省电力有限公司安徽合肥230022 

出 版 物：《中国电力》 (Electric Power)

年 卷 期：2023年第56卷第5期

页      面：137-152页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国网安徽省电力有限公司科技项目(52120522000H) 

主　　题：压接式器件 IGBT 晶闸管 失效模式与机理 封装结构 

摘      要：高压大容量压接式绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件和晶闸管器件是高压直流输电工程中的核心器件,对能源的高效利用具有重要意义。IGBT和晶闸管等器件可靠性已成为电工装备乃至整个电力系统能够稳定可靠运行的关键问题。首先,从压接式器件传统封装结构入手,介绍了压接式器件的弹簧式多芯片封装和凸台式多芯片/单芯片封装,对比了3种封装结构的性能。其次,阐述了压接式器件封装级失效模式与机理,结果表明热膨胀系数不匹配是封装级失效的最主要原因。同时,也对IGBT和晶闸管芯片级失效做了梳理,结果表明电气过应力是芯片级失效的主要原因。然后,简单阐述了压接式器件的新型封装结构与技术。最后,展望了压接式器件未来可能的研究重点。