← 返回

脉冲功率载荷下引线与带状键合的多物理场有限元分析

Multiphysics Finite Element Analysis of Wire and Ribbon Bonds Under Pulse Power Loads

作者 Maliq Martin · Richard McMahon · Li Ran · Jonny Ranner
期刊 IET Power Electronics
出版日期 2025年9月
卷/期 第 18 卷 第 1 期
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统 SiC器件 有限元仿真 多物理场耦合 可靠性分析
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 多物理场有限元分析 铝丝键合 脉冲功率应用 洛伦兹力 铝带键合解决方案
语言:

中文摘要

采用多物理场有限元方法研究铝引线键合在脉冲功率应用中的可靠性问题。大电流导通产生的洛伦兹力对引线键合结构施加显著机械应力,导致引线与芯片界面过度受力,影响长期可靠性。文中提出并分析了一种初步的铝带状键合替代方案,评估其在类似载荷条件下的力学响应与潜在优势。

English Abstract

Multiphysics finite element analysis was used to highlight reliability issues with aluminium wire bonds specific to pulse power applications. The high conduction currents impose large Lorentz forces on the wire bonds, excessively stressing the wire bond–die interface. A preliminary aluminium ribbon bond solution was provided and analysed.
S

SunView 深度解读

该多物理场仿真技术对阳光电源功率器件封装设计具有重要应用价值。在ST系列储能变流器和SG系列大功率逆变器中,SiC/IGBT模块需承受高频脉冲电流,引线键合处的洛伦兹力效应直接影响功率循环寿命。研究提出的铝带状键合方案可优化PowerTitan储能系统中功率模块的机械应力分布,降低芯片-引线界面失效风险。建议将该有限元分析方法应用于三电平拓扑模块的键合结构设计,结合实际工况的电流脉冲特性,优化引线几何参数与材料选型,提升储能变流器在高倍率充放电场景下的长期可靠性,支撑智能运维平台的预测性维护功能开发。