碳化硅（silicon carbide,SiC）功率模塊熱流密度劇增,將嚴(yán)重影響SiC模塊長(zhǎng)期工作的可靠性。這是因?yàn)槎喾N封裝材料與芯片之間熱膨脹系數(shù)差異顯著,以及高熱流密度帶來的高溫變梯度會(huì)產(chǎn)生顯著熱應(yīng)力和應(yīng)變。尤其對(duì)于平面型封裝結(jié)構(gòu)的SiC模塊來說,其熱失配應(yīng)力效應(yīng)更加顯著,極易造成連接層的疲勞失效。因此,亟需仿真并優(yōu)化SiC模塊的應(yīng)力和應(yīng)變分布,提高其工作壽命。該文運(yùn)用多物理場(chǎng)耦合的有限元仿真方法,首先研究燒結(jié)銀層和緩沖層對(duì)平面封裝SiC模塊中多層燒結(jié)銀互連溫度和應(yīng)力的影響規(guī)律;通過響應(yīng)面優(yōu)化方法同時(shí)對(duì)多個(gè)變量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)降低芯片和燒結(jié)銀互連的溫度和應(yīng)力;根據(jù)修正的Coffin-Manson方程實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)銀平面封裝SiC模塊的疲勞壽命預(yù)測(cè),驗(yàn)證了封裝結(jié)構(gòu)應(yīng)力優(yōu)化可有效延長(zhǎng)SiC模塊壽命的設(shè)想。 

【文章來源】：中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2020,40(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1雙面模塊三維幾何模型Fig.13Dgeometryofdouble-sidedmodule

燒結(jié)銀層溫度和應(yīng)力分布(a)溫度(b)應(yīng)力

燒結(jié)銀層厚度對(duì)燒結(jié)銀層的等效應(yīng)力影響0t/s04080120

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]寬禁帶碳化硅功率器件在電動(dòng)汽車中的研究與應(yīng)用[J]. 王學(xué)梅.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
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碩士論文
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本文編號(hào)：3081083