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產(chǎn)生顯著熱應(yīng)力和應(yīng)變。尤其對于平面型封裝結(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)用多物理場耦合的有限元仿真方法,首先研究燒結(jié)銀層和緩沖層對平面封裝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)對燒結(jié)銀平面封裝SiC模塊的疲勞壽命預(yù)測,驗(yàn)證了封裝結(jié)構(gòu)應(yīng)力優(yōu)化可有效延長SiC模塊壽命的設(shè)想。 

【文章來源】：中國電機(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)銀層厚度對燒結(jié)銀層的等效應(yīng)力影響0t/s04080120

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SiC、Si、混合功率模塊封裝對比評估與失效分析[J]. 李曉玲,曾正,陳昊,邵偉華,胡博容,冉立.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(16)
[2]寬禁帶碳化硅功率器件在電動汽車中的研究與應(yīng)用[J]. 王學(xué)梅.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]碳化硅電力電子器件在電力系統(tǒng)的應(yīng)用展望[J]. 盛況,郭清,張軍明,錢照明.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(30)

碩士論文
[1]大功率LED多芯片基板上直接封裝的熱設(shè)計(jì)[D]. 劉琪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3081083