直接覆銅陶瓷層上層鋪金屬對(duì)IGBT模塊可靠性影響.pdf

1、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)集合了場(chǎng)效應(yīng)管和雙極晶體管的優(yōu)點(diǎn)，由于具有高輸入阻抗及低導(dǎo)通壓降的特點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用在電力轉(zhuǎn)換及功率系統(tǒng)中。但 IGBT模塊在使用過(guò)程中器件的功率耗散很大，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，從而降低模塊的可靠性。因此越來(lái)越多的人致力于從焊料層、引線鍵合、模塊壽命預(yù)測(cè)模型等方面研究IGBT模塊的可靠性問(wèn)題。
　　本文通過(guò)有限元仿真軟件建立 IGBT模塊典型封裝模型，通過(guò)對(duì)建立的IGBT封裝模型進(jìn)行熱力耦合仿真研究焊料層可靠

2、性；制備同仿真一樣的IGBT封裝模塊，其中芯片的參數(shù)是650V/30A。對(duì)該模塊利用溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證仿真的結(jié)果。同時(shí)通過(guò)功率循環(huán)實(shí)驗(yàn)，采取Coffin-Manson預(yù)測(cè)模型對(duì)制備的IGBT模塊進(jìn)行壽命預(yù)測(cè)。
　　有限元仿真結(jié)果表明直接覆銅陶瓷層(DBC)板上層鋪金屬布局對(duì)模塊焊料層可靠性有影響，且溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)在一定程度上驗(yàn)證了該結(jié)論。在保證載流能力一定的條件下，在大塊鋪金屬間增加適當(dāng)網(wǎng)格，仿真結(jié)果顯示焊料層間所受應(yīng)力可減小50％