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。
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。
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。
IEEE Industrial Electronics Magazine Intrusiveness of Power Device Condition Monitoring Methods: Introducing Figures of Merit for Condition Monitoring Santi Agatino Rizzo Giovanni Susinni Francesco Iannuzzo Document Version : Accepted author manuscript, peer reviewed version Citation for published version: S.A. Rizzo, G. Susinni and F. Iannuzzo, "Intrusiveness of Power Device Condition监视方法:引入条件监控的功绩数字,“ IEEE工业电子杂志,doi:10.1109/mie.2021.3066959。©2021 IEEE。允许个人使用此材料。必须获得IEEE的许可,包括重印/重新发布此材料以进行广告或促销目的,创建新的集体作品,以转售或重新分配到服务器或列表,或重新使用其他作品中此作品的任何版权组成部分。
C。Abbate,R。Di Folco,A。Evangelista,“使用振幅和相位数据阐述的多基线SAR干涉法”。通用电气和电子工程杂志,3,55-63。,2015年,doi:10.13189/ujeee.2015.030204。C。Abbate,R。Di Folco,I。de Bellis和Z. Varga,基于散点参数的仿真和测量,对IGBT的稳定性分析,机械工程信,第1卷。13(2015),97-105。C。Abbate,R。Di Folco,“功率IGBT模块产生的EMI的建模和分析”。通用电气和电子工程杂志,3(2):49-54,2015,doi:10.13189/ujeee.2015.030203。C。Abbate,R。Di Folco,“高功率IGBT模块的高频行为”。通用电气和电子工程杂志,3(1):17-23,2015,doi:10.13189/ujeee.2015.030104。C。C. Abbate,G。Busatto,F。Iannuzzo:“高压,高性能开关,使用系列连接的IGBTS”,Power Electronics,IEEE EEEE交易卷,第25卷,第25期,第9期,第9个数字对象标识符:10.1109/tpel.2010.2010.2010.2010.2049272 Year:2010,2010年,Div。2450-2459。C。Abbate,F。Iannuzzo,G。Busatto,“硅电源设备中的不稳定性:现代电力设备中的故障机制的审查”,IEEE工业电子杂志,2014年,IEEE 8(3),第8(3)页,第28-39。C。C. Abbate,G。Busatto,A。Sanseverino,D。Tedesco,F。Velardi:“高频输入阻抗的度量,以研究短路中的电力设备的不稳定性”,Microelectrectronics Reliability 2018,https://doii.org/10.org/10.10.1016/j.microrer.2018.0.0.0.0.0.0.0. n.07.0.07.07.07.07.07.07. n.07.07.07.07.07.07.07. n.077.07.07.07.07.07.07.7. n.07.07.07.07.07.7.07. n。),pp。75-82,iOS出版社,2007年。(2015)。C。Abate,M。Moroozov,G。Ubine,A。S。Tamburn,S。verse:“用于定量和当前赌注的aree阵列涡流和想象中的想象力,e'nde,eann毁灭性的非毁灭性非破坏性非破坏性(x),S。takahaon(x),S。takahaon(x),S。takahashi,S。takahashi。C。C. Abben,N。Bonora,A。Rugger,G。Iannites,F。Iannice,G。Box,G。Busty,“ Mechhanuminscenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescenescencences cencencencence cencenescenescencence cencencencence of NlOud velocitil of yressick yression:杂志:L。Coldel,L。Turter,S。Turket,C。Bells:Manysiss Manage Manage Manage in Dralling frp。<2> Procemy,167(2016)206-215。L。Coldel,L。Turther,S。Turket,C。Bells:进行内部处理和温度监测温度。Jek Community,102(2016)46-48。L。Colla,S。Turket:监测持久层压持续时间的FRP的持续时间。L。Coldel,S。Turket,E。Venorro:直径底:力的分析。Deading&Technology,82(2015)21年。
基于弹性半空间理论的功率模块分布式压装均衡封装技术 常瑶,李成敏,IEEE 学生会员,罗浩泽,IEEE 会员,李武华,IEEE 会员,Francesco Iannuzzo,IEEE 高级会员,何翔宁,IEEE 研究员 摘要 – 本文研究了分布式压装(DPP)封装技术,以实现芯片的均衡热应力。在现有的集中压装(LPP)方式下,芯片上的机械应力分布本质上是不均匀的,并且与热应力分布相耦合,可以用弹性半空间理论模型来描述。通过分散集中压装载荷并均匀定位载荷,制定了夹紧阵列矩阵,并比较了不同夹紧方式下的机械应力分布。然后,选择了一种满足均衡应力分布和封装成本之间权衡的 3*3 夹紧方法。同时将汇流排与散热器集成在一起,提高功率模块的功率密度。最后,实现了DPP原型机,通过改变芯片周围的压力并对其进行加热,比较了原型机内部并联芯片之间的热分布,验证了所提出的基于弹性半空间理论的DPP封装技术对热应力平衡的影响。1
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。
