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薄型低翘曲功率模块功率循环可靠性的实验与仿真验证

Experimental and Simulated Verification of Power Cycling Reliability for Thin and Low Warpage Power Modules

作者 Chang-Chun Lee · Kuo-Shu Kao · Yuan-Cheng Huang
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2024年10月
技术分类 功率器件技术
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 功率模块 功率循环 可靠性 翘曲 DBC基板 热仿真 有限元分析
语言:

中文摘要

本文针对高功率模块在小型化设计中面临的可靠性挑战,重点研究了传统直接键合铜(DBC)基板在制造过程中产生的翘曲问题。通过实验与仿真相结合的方法,验证了薄型低翘曲功率模块在功率循环下的可靠性表现,为提升电力电子模块的寿命与性能提供了理论与实践依据。

English Abstract

Meeting both high-frequency and high-speed requirements is essential, and the small form factor designs for the architecture of high-powered modules are acknowledged to impact their reliability in subsequent applications. However, conventional power modules utilizing a direct bonded copper substrate still encounter warpage issues stemming from the manufacturing process. This results in suboptimal ...
S

SunView 深度解读

功率模块是阳光电源组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器的核心部件。随着产品向高功率密度和小型化演进,功率循环带来的热机械应力导致的翘曲和失效成为影响系统长寿命运行的关键瓶颈。该研究提出的薄型低翘曲设计及可靠性验证方法,可直接指导阳光电源在下一代高功率密度逆变器和PCS模块的封装选型与热设计优化。建议研发团队在开发PowerStack等储能产品时,引入该类多物理场耦合仿真方法,以提升模块在极端工况下的可靠性,降低运维成本。