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通过优化焊料层厚度提高功率半导体可靠性
Reliability Enhancement of a Power Semiconductor With Optimized Solder Layer Thickness
| 作者 | Elakkiya R · G. Kavithaa · Vahid Samavatian · K. Alhaifi · Alireza Kokabi · Hossein Moayedi |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2020年6月 |
| 技术分类 | 可靠性与测试 |
| 技术标签 | 功率模块 可靠性分析 多物理场耦合 热仿真 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 功率半导体 可靠性 焊点厚度 热应力 蠕变应变 热特性 寿命评估 |
语言:
中文摘要
本文探讨了功率半导体在严苛热应力下的可靠性问题，重点论证了焊料层厚度对器件使用寿命的影响。研究发现，焊料层厚度会同时影响功率半导体的蠕变累积应变及热特性，两者存在相互制约关系。通过优化焊料层厚度，可有效提升器件的长期服役可靠性。
English Abstract
This article deals with the reliability of a power semiconductor exposing to the severe thermal stresses. The importance of solder joint thickness on the power semiconductor's useful lifetime is demonstrated in this article. Solder layer thickness has knock on effects both on the creep accumulated strain and thermal characteristics of the power semiconductors. Since, these effects are in contradic...
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SunView 深度解读
功率半导体是阳光电源光伏逆变器、储能变流器（PCS）及风电变流器的核心组件。在PowerTitan等大功率储能系统和组串式逆变器中，功率模块长期承受高频开关带来的热循环应力，焊料层的可靠性直接决定了产品的全生命周期性能。本文提出的焊料厚度优化方法，可直接应用于阳光电源功率模块的封装设计与热设计流程，通过多物理场仿真优化，降低模块内部热应力，从而提升产品在极端环境下的可靠性，减少现场故障率，降低运维成本。