IGBT模块焊料老化状态监测方法及热网络模型优化

• 作者: 崔昊杨 滕佳杰 范煜辉 韩韬
• 来源期刊: 半导体技术
• 关键词: IGBT模块 焊料老化 状态监测 热网络模型 结温
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 半导体检测与设备|Semiconductor Testing and Equipment
• 页码范围: 241-248
• 页数: 8页
• 分类号: TN322.8|TN407
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.03.012

摘要

焊料老化是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块内部传热能力退化和结温估计偏离的主要诱因.利用壳温与焊料老化程度间的对应规律构建了两者的量化关系,提出了焊料老化状态监测方法.采用与功率损耗无关的参数对恶化Cauer热网络(CTN)有效传热面积进行表征,提出了焊料裂纹诱导的结温低估补偿机制;考虑温度相关的异质材料导热系数及比热容参量,抑制了温升引起的材料传热特性退化影响.在此基础上,通过对传统CTN模型的优化,克服了传热路径无法自适应配置问题.仿真结果表明,所提方法可有效减小传热退化对模型计算结果的影响,实现对IGBT模块热行为动态变化的精确模拟,且结温估计结果相较传统CTN模型的更为精确.