基于瞬态热阻的IGBT焊料层失效分析

作     者：陈一高 陈民铀 高兵 胡博容 赖伟 徐盛友 CHEN Yigao;CHEN Minyou;GAO Bing;HU Borong;LAI Wei;XU Shengyou

作者机构：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2018年第38卷第10期

页      面：3059-3067页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51477019) 国家“973”计划资助项目(2012CB25200) 中央高校基本科研业务费项目(106112015CDJXY150004)~~ 

主　　题：IGBT模块 焊料层失效 瞬态热阻 失效定位 失效评估 

摘      要：焊料层失效是绝缘栅双极晶体管（insulated gate bipolartr ansistor，IGBT）器件最主要的失效方式之一，有效的焊料层失效评估方法对提高系统可靠性尤其重要。该文提出了基于瞬态热阻的IGBT焊料层健康状态评估及失效部位判定方法，量化分析芯片焊料层失效、DBC焊料层失效对器件整体失效的贡献。首先，利用三维有限元仿真证明该方法评估功率器件焊料层疲劳老化的可行性；然后，提取IGBT模块的结构函数曲线建立三阶Cauer模型，实现对不同焊料层失效程度的量化评估以及失效点判定；最后，搭建试验平台，分析不同工况和失效状态下瞬态热阻曲线的变化规律，验证所提出的瞬态热阻法评估IGBT焊料层失效的有效性。