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通过加热抑制硅凝胶封装功率模块隔离沟道中的枝晶腐蚀
Impeding Dendritic Corrosion in Silicone Gel Potted Power Module Isolation Trenches by Heating
| 作者 | Juuso Rautio · Tommi J. Kärkkäinen · Markku Niemelä · Pertti Silventoinen · Laura Lohtander · Joonas A. R. Leppänen · Jonny M. Ingman |
| 期刊 | IET Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年7月 |
| 卷/期 | 第 18 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 功率半导体模块 树枝状腐蚀 隔离沟槽 失效 适度加热 |
语言:
中文摘要
高湿度及腐蚀性气体环境可导致功率半导体模块隔离沟道内产生枝晶腐蚀,随时间推移,枝晶可能引发隔离区短路,造成器件失效。本文研究表明,适度加热可有效抑制商用硅凝胶封装功率模块中枝晶的生长,从而提升模块在恶劣环境下的长期可靠性。该方法无需改变现有封装结构,具有良好的工程应用前景。
English Abstract
Environments with high humidity and corrosive gases have been shown to cause dendritic corrosion growth in the isolation trenches of power semiconductor modules. In time the dendrites can short the isolation trenches, causing failure of the component and the device. In this paper moderate heating is shown to effectively impede the dendrite growth in off-the-shelf silicone gel potted power modules.
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SunView 深度解读
该枝晶腐蚀抑制技术对阳光电源功率模块可靠性提升具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中,IGBT/SiC功率模块长期工作于高湿、盐雾等恶劣环境,隔离沟道枝晶腐蚀是导致模块失效的关键因素。研究提出的加热抑制方法可直接应用于现有封装结构:利用模块自身损耗或增设微功耗加热单元,将沟道温度维持在抑制枝晶生长的阈值以上。该方案可集成到PowerTitan储能系统的热管理策略中,通过智能温控算法在待机或轻载时主动预热关键模块,延长海上风电、沿海光伏电站等高腐蚀场景下的MTBF。同时为车载OBC和充电桩功率模块的防护设计提供新思路,提升产品在高湿环境的25年全生命周期可靠性。