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基于Paris定律与裂纹长度解析计算的IGBT键合线脱落寿命预测
Lifetime Prediction for Lift-off of Bond Wires in IGBTs Using Paris Law With Analytical Calculation of Crack Length
| 作者 | Xin Yang · Junjie Ye · Xinlong Wu · Ke Heng · Yunze He · Guoyou Liu |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2023年10月 |
| 技术分类 | 可靠性与测试 |
| 技术标签 | IGBT 功率模块 可靠性分析 热仿真 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | IGBT 键合线 脱落 寿命预测 Paris定律 裂纹扩展 功率模块 |
语言:
中文摘要
铝键合线脱落是IGBT模块的主要失效机理之一。其根本原因是裂纹扩展导致键合界面接触面积减小。本文提出了一种基于经典Paris定律的寿命预测方法，通过解析计算裂纹长度，能够有效量化该失效过程，为功率模块的可靠性评估提供了理论支撑。
English Abstract
Lift-off of aluminum bond wires is one of the main failure mechanisms of insulated gate bipolar transistor (IGBT) modules. Its root cause is the crack propagation, which causes reduction in the contact area of bond wires at the bond-metallization interface. Thus, lifetime prediction based on the classic Paris law is very appealing due to its capability to account for such a failure mechanism. Howe...
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SunView 深度解读
IGBT模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan储能变流器及风电变流器的核心功率器件。键合线脱落直接影响产品的长期运行可靠性。本文提出的基于Paris定律的寿命预测模型，可集成至iSolarCloud智能运维平台，用于实现功率器件的健康状态（SOH）在线监测与剩余寿命（RUL）预警。建议研发团队将此解析模型转化为算法模型，嵌入到逆变器及PCS的控制系统中，通过实时监测热循环数据，优化功率模块的选型与散热设计，从而提升产品在极端工况下的可靠性与全生命周期价值。