功率循环下IGBT芯片连接焊料层蠕变-疲劳交互失效研究

Investigation on Creep-Fatigue Interaction Failure of Die-Attach Solder Layers in IGBTs Under Power Cycling

作者	Shihan Zhao · Xin Yang · Xinlong Wu · Guoyou Liu
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2025年5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	蠕变-疲劳交互作用芯片粘接焊料 IGBT 功率循环测试可靠性微观结构热应力

语言:

中文摘要

本文研究了功率循环测试（PCT）中IGBT焊料层的蠕变-疲劳交互失效机制。研究指出，在长时间加热过程中，蠕变对焊料层退化起着关键作用。通过微观结构扫描与分析，揭示了焊料层在热机械应力下的损伤演化规律，为提升功率模块的寿命预测与可靠性设计提供了理论依据。

English Abstract

Creep plays a significant role in the deterioration of solder layers particularly over extended periods of heating, even though numerous existing studies focused on the mechanism of fatigue failure. In this article, the creep-fatigue interaction failure mechanism of the solder layer under power cycling test (PCT) is investigated. The microstructure of solder layer was successively scanned using an...

SunView 深度解读

功率模块是阳光电源组串式/集中式光伏逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器及风电变流器的核心部件。该研究深入探讨了IGBT焊料层的蠕变-疲劳失效机制，直接关系到产品在复杂工况下的长期可靠性。建议研发团队将此失效模型引入到功率模块的寿命评估体系中，优化模块封装工艺及散热设计，特别是在高频次功率波动（如光储电站调频）场景下，通过精准的寿命预测提升产品全生命周期的运维可靠性，降低iSolarCloud平台的故障率。