【摘要】：IGBT器件作為現(xiàn)在最熱門的功率電子器件,以其優(yōu)良的性能和高可靠性被廣泛應(yīng)用于各種軍用和民用電子設(shè)備中。然而,由于我國目前研發(fā)能力有限,很多高精尖裝備的IGBT器件只能從國外進(jìn)口工業(yè)級(jí)產(chǎn)品,如何確保此類產(chǎn)品的有效性,以及提高國內(nèi)IGBT產(chǎn)品的可靠性是亟需研究的問題。到目前為止,我國對IGBT的研究尚不夠深入,如何準(zhǔn)確高效地確定其失效機(jī)理和關(guān)鍵失效部位,如何建立準(zhǔn)確的失效物理模型,如何對電子產(chǎn)品進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)并建立多應(yīng)力下電子器件的加速壽命模型。這些都是我國研發(fā)高性能、高質(zhì)量的IGBT過程中面臨的關(guān)鍵問題。因此,對IGBT進(jìn)行可靠性研究是十分有必要的。本文以航天功率電子器件IGBT為研究對象,對其開展了失效機(jī)理和關(guān)鍵失效部位的研究,建立了概率失效物理模型,并對雙應(yīng)力下電子器件的加速壽命模型進(jìn)行了研究,本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)詳細(xì)介紹功率電子器件IGBT的電氣物理結(jié)構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu),闡明IGBT的工作原理。首先通過文獻(xiàn)調(diào)研和對IGBT工作原理的研究,確定溫度是引起器件失效的主要原因;然后結(jié)合對IGBT動(dòng)態(tài)電氣模型進(jìn)行的測試和對其機(jī)械封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行的電-熱-力耦合仿真,確定IGBT的關(guān)鍵失效部位。(2)除了外界工況環(huán)境,器件的各種內(nèi)外在因素對器件的疲勞壽命都有不同程度的影響,例如器件鍵合處焊點(diǎn)的幾何形狀、材料的疲勞性能及熱循環(huán)載荷的剖面等。將這些因素融入IGBT的疲勞壽命模型中,可以建立更為準(zhǔn)確的疲勞壽命模型。本文在此基礎(chǔ)上,基于貝葉斯更新理論對先驗(yàn)分布信息進(jìn)行了更新,提出了更貼合實(shí)際的后驗(yàn)壽命分布,提高了疲勞壽命預(yù)測的準(zhǔn)確性。(3)現(xiàn)代設(shè)備對電子器件的可靠性和壽命要求很高,所以對其進(jìn)行加速壽命評(píng)估是十分必要的。本文首先介紹了目前對電子器件單一因素下加速壽命模型建立的流程。然后考慮到電子器件的貯存狀態(tài)受到多種環(huán)境應(yīng)力的影響,擬提出電子器件的濕-熱加速壽命模型來評(píng)估其貯存使用壽命。最后研究求解加速壽命模型參數(shù)的方法,得到更加符合實(shí)際情況的加速壽命模型。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN407
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文之間夾了 層能起絕緣作用的陶瓷層。與散熱器相連的銅基板不僅固定和支撐了襯板，也是整個(gè)模塊散熱的通道。芯片、襯板、母排段子之間能夠緊密相連靠的是焊層，焊層將各個(gè)部位連接成了 個(gè)穩(wěn)定的模塊。而整體器件實(shí)現(xiàn)電流流通靠的則是通過引線鍵合技術(shù)將各部位連接起來的鍵合線。母排端子

IGBT散熱圖

1[ ( )]1[ ( )]1[ ( )]x x y zY y z xz z x yuTx evTy ewz e y，z—熱應(yīng)變；v，w—位移分量；y，z—熱應(yīng)力；熱膨脹系數(shù)；—兩時(shí)刻的溫度差；T 電-熱-力耦合模型：建立 IGBT 幾何模型并劃分網(wǎng)格GBT 芯片用于電-熱-力耦合分析。利用三維繪圖軟件 UG 建如圖 3-13 所示，模型的具體尺寸信息見表 3-2。鋁基板

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本文編號(hào)：2771628