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通过功率循环测试，利用改进的互连技术对最新标准双电源模块进行老化调查
通过功率循环测试对使用改进的互连技术的最新标准双功率模块进行老化调查 Yi Zhang a,* 、Rui Wu b 、F. Iannuzzo a 、Huai Wang aa AAU Energy，奥尔堡大学，丹麦奥尔堡 b Vestas Wind Systems A/S，丹麦奥胡斯 摘要 为硅和碳化硅设备开发了最新标准“新型双”功率模块，以满足高可靠性和高温电力电子应用日益增长的需求。由于新封装刚刚开始投放市场，其可靠性性能尚未得到充分研究。本文研究了基于新封装的 1.7 kV/1.8 kA IGBT 功率模块的功率循环能力。对功率循环前后的电气和热性能都进行了研究。在 Δ T j = 100 K 和 T jmax = 150 ° C 的条件下经过 120 万次循环后，芯片和键合线均没有明显的性能下降。尽管如此，在测试环境中，在约 600 k 次循环后，已达到导通电压 (V ce ) 增加的寿命终止标准。进一步的扫描声学显微镜测试发现，疲劳位置从传统的近芯片互连（例如，键合线剥离）转移到直接键合铜 (DBC) 基板和底板层。考虑到新封装的循环寿命是传统功率模块的十倍以上，预计随着互连技术的进一步改进，热机械疲劳将不再是限制寿命的机制。同时，随着先前的瓶颈（例如，键合线）得到解决，一些新的疲劳机制（例如，DBC 的分层）在新封装中变得明显。
通过功率循环测试对采用改进的互连技术的最新标准双电源模块进行老化调查
最新标准“ New Dual ”功率模块已为硅和碳化硅器件开发，以满足高可靠性和高温电力电子应用日益增长的需求。由于新封装刚刚开始投放市场，其可靠性性能尚未得到充分研究。本文研究了基于新封装的 1.7 kV/1.8 kA IGBT 功率模块的功率循环能力。研究了功率循环前后的电气和热性能。在 Δ T j = 100 K 和 T jmax = 150 ◦ C 的 120 万次循环之后，芯片和键合线均无明显性能下降。尽管如此，在测试环境中传导电压 (V ce ) 增加的寿命终止标准在约 600 k 次循环时已达到。进一步的扫描声学显微镜测试发现，疲劳位置从传统的近芯片互连（例如，键合线剥离）转移到直接键合铜 (DBC) 基板和底板层。考虑到新封装的循环寿命是传统功率模块的十倍以上，随着互连技术的进一步改进，预计热机械疲劳将不再是寿命限制机制。同时，随着先前的瓶颈（例如键合线）得到解决，一些新的疲劳机制（例如 DBC 的分层）在新封装中变得明显。
已发表版本引用 (APA)：Zhang, Y., Wu, R., Iannuzzo, F., & Wang, H. (2022). 最新标准双电源模块老化调查
通过功率循环测试对使用改进的互连技术的最新标准双功率模块进行老化调查 Yi Zhang a,* 、Rui Wu b 、F. Iannuzzo a 、Huai Wang aa AAU Energy，奥尔堡大学，丹麦奥尔堡 b Vestas Wind Systems A/S，丹麦奥胡斯 摘要 为硅和碳化硅设备开发了最新标准“新型双”功率模块，以满足高可靠性和高温电力电子应用日益增长的需求。由于新封装刚刚开始投放市场，其可靠性性能尚未得到充分研究。本文研究了基于新封装的 1.7 kV/1.8 kA IGBT 功率模块的功率循环能力。对功率循环前后的电气和热性能都进行了研究。在 Δ T j = 100 K 和 T jmax = 150 ° C 的条件下经过 120 万次循环后，芯片和键合线均没有明显的性能下降。尽管如此，在测试环境中，在约 600 k 次循环后，已达到导通电压 (V ce ) 增加的寿命终止标准。进一步的扫描声学显微镜测试发现，疲劳位置从传统的近芯片互连（例如，键合线剥离）转移到直接键合铜 (DBC) 基板和底板层。考虑到新封装的循环寿命是传统功率模块的十倍以上，预计随着互连技术的进一步改进，热机械疲劳将不再是限制寿命的机制。同时，随着先前的瓶颈（例如，键合线）得到解决，一些新的疲劳机制（例如，DBC 的分层）在新封装中变得明显。