本文的目的是证明有关预测电化学迁移(ECM)引起的故障的案例研究,该迁移发生在印刷电路板上(PCB)。首先,提供了本研究中使用的栅极驱动程序PCB的简要介绍。在冷凝条件下,研究了在受弱有机酸(WOA)污染的PCB板上发生的电化学反应。基于Comsol,提出了一种方法来模拟电化学反应。要校准模拟中使用的参数,测量了表面绝缘电阻(SIR)上的泄漏电流(LC)。因此,执行了一个参数优化过程,以确保模拟LC匹配测量数据。为了验证所提出的方法,在门驱动器PCB上执行湿度测试。在测试中观察到的失败与模拟LC密度进行了比较,该密度被用作形成ECM的指标。最后,当PCB在实际操作条件下运行时,进行仿真。模拟确定可能发生在PCB上的可能发生的ECM路径。
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。
Y. Duan、F. Iannuzzo 和 F. Blaabjerg,“一种用于功率半导体器件的新型集中电荷建模方法”,IEEE 电力电子学报,2020 年 4 月 ♦ Y. Chang、H. Luo 和 F. Iannuzzo、A. Garcia-Bediaga、W. Li、X. He、F. Blaabjerg,“具有低杂散电感和平衡热应力的紧凑型夹层压装 SiC 功率模块”,IEEE 电力电子学报,2020 年 3 月 ♦ PD Reigosa、H. Luo 和 F. Iannuzzo,“通过功率循环老化对 1.2 kV SiC MOSFET 短路稳定性的影响”,IEEE 电力电子学报,2019 年 11 月 ♦ L. Ceccarelli、RM Kotecha、AS Bahman、F. Iannuzzo 和 HA Mantooth, “使用多步条件映射仿真策略基于任务概况的 SiC MOSFET 功率模块寿命预测”,IEEE 电力电子学报,2019 年 10 月。
