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蠕变效应对IGBT功率模块键合线裂纹扩展速率的影响
Creep Effect on the Crack Growth Rate of Wire Bonds in IGBT Power Modules
| 作者 | Merouane Ouhab · Nicolas Degrenne · Yusaku Ito |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2024年1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功率模块 键合线脱落 蠕变效应 功率循环 裂纹扩展模型 热应力 可靠性 |
语言:
中文摘要
本文对IGBT功率模块中重型铝键合线在不同加热时间（1-32秒）功率循环测试下的蠕变现象进行了物理建模研究。失效分析证实，键合线脱落是导致模块失效的根本原因。研究提出了一种高效的裂纹扩展模型，用于预测功率模块在复杂热机械应力下的寿命。
English Abstract
In this article, a comprehensive physics–based study is carried out on creep phenomena occurring in heavy aluminum wire bonds of insulated gate bipolar transistor (IGBT) power modules during power cycling tests conducted under different heating times between 1 and 32 s. Postanalysis confirmed that wire bond lift-off was the root cause of failure. The study provides an efficient crack growth model ...
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SunView 深度解读
功率模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的核心组件。键合线失效是导致高功率密度电力电子设备现场故障的主要原因之一。该研究提出的蠕变与裂纹扩展模型，可直接应用于阳光电源研发阶段的寿命预测与可靠性评估，优化功率循环测试方案。建议研发团队将此模型集成至iSolarCloud的运维诊断算法中，通过监测运行数据预判模块热疲劳状态，从而提升大型光伏电站及储能系统的长期运行可靠性。