基于多物理场仿真的平面封装SiC模块长寿命设计

发布时间：2021-03-13 23:21

　　碳化硅（silicon carbide,SiC）功率模块热流密度剧增,将严重影响SiC模块长期工作的可靠性。这是因为多种封装材料与芯片之间热膨胀系数差异显著,以及高热流密度带来的高温变梯度会产生显著热应力和应变。尤其对于平面型封装结构的SiC模块来说,其热失配应力效应更加显著,极易造成连接层的疲劳失效。因此,亟需仿真并优化SiC模块的应力和应变分布,提高其工作寿命。该文运用多物理场耦合的有限元仿真方法,首先研究烧结银层和缓冲层对平面封装SiC模块中多层烧结银互连温度和应力的影响规律;通过响应面优化方法同时对多个变量进行优化设计,实现降低芯片和烧结银互连的温度和应力;根据修正的Coffin-Manson方程实现对烧结银平面封装SiC模块的疲劳寿命预测,验证了封装结构应力优化可有效延长SiC模块寿命的设想。 

【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(06)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1双面模块三维几何模型Fig.13Dgeometryofdouble-sidedmodule

烧结银层温度和应力分布(a)温度(b)应力

烧结银层厚度对烧结银层的等效应力影响0t/s04080120

【参考文献】：
期刊论文
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[2]宽禁带碳化硅功率器件在电动汽车中的研究与应用[J]. 王学梅.  中国电机工程学报. 2014(03)
[3]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明.  中国电机工程学报. 2012(30)

硕士论文
[1]大功率LED多芯片基板上直接封装的热设计[D]. 刘琪.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3081083