基于Anand模型的柔性直流输电用IGBT模块焊接应力变形分析

摘要：

IGBT模块直接覆铜(DBC)基板与底板进行回流焊接过程中,由于材料热膨胀系数不匹配,会产生较大翘曲与残余应力,影响模块可靠性.针对某柔性直流(VSC-HVDC)输电用大功率IGBT模块,基于有限元法,根据实际真空回流焊温度曲线,对比分析了Al2O3/Cu、AlN/AISiC和Si3N4/AlSiC 3种陶瓷衬板与底板组合的焊接翘曲变形与残余应力分布.结果 表明相对于Cu底板,采用AlSiC底板能有效降低底板翘曲与残余应力.相较于Si3N4陶瓷衬板,AlN陶瓷衬板与AlSiC底板的热膨胀系数匹配度更高,焊接后翘曲与残余应力最小.测试结果表明,AlN/AlSiC组合的仿真与实测变形量基本一致,测量范围内长边和短边方向误差分别为5.9％和5.6％.

关键词：绝缘栅双极晶体管(IGBT)、回流焊、Anand模型、陶瓷衬板、底板

所属期刊栏目：46

分类号：TN322.8(半导体技术)

资助基金：国家电网有限公司总部科技项目SGSXJX00AZJS2100176

在线出版日期：2021-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：887-892,898