功率IGBT模块的寿命预测 被引量：27

1

作者 王彦刚 Chamund Dinesh +4 位作者 李世平 Jones Steve 窦泽春 忻兰苑 刘国友 《机车电传动》 北大核心 2013年第2期13-17,27,共6页

介绍了功率循环试验数据的威布尔分析方法,分析了现有的典型模块寿命模型,论述了寿命预测的方法:将任务曲线转化成温度曲线,利用雨流计数法,根据线性疲劳损伤积累理论和寿命模型计算功率循环寿命。最后,预测了应用于HXD1C电力机车的株... 介绍了功率循环试验数据的威布尔分析方法,分析了现有的典型模块寿命模型,论述了寿命预测的方法:将任务曲线转化成温度曲线,利用雨流计数法,根据线性疲劳损伤积累理论和寿命模型计算功率循环寿命。最后,预测了应用于HXD1C电力机车的株洲南车时代电气股份有限公司3300V/1200A IGBT模块的功率循环寿命。 展开更多

关键词 IGBT模块 可靠性 功率循环试验 失效机制 寿命预测

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新型压接式IGBT模块的结构设计与特性分析 被引量：15

2

作者 窦泽春 Rupert Stevens +2 位作者 忻兰苑 刘国友 徐凝华 《机车电传动》 北大核心 2013年第1期10-13,共4页

介绍了一种新型压接式绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT)模块的内部结构设计,分析其相对于传统IGBT模块的优势,并通过静态和动态测试分析了其电气性能特点,展示了其良好的特性以及广阔的应用范围。

关键词 全压接 IGBT模块 结构设计 特性分析

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牵引用3300V IGBT/FRD芯片组设计与开发 被引量：13

3

作者 刘国友 覃荣震 +1 位作者 Ian Deviny 黄建伟 《机车电传动》 北大核心 2013年第2期5-8,30,共5页

针对轨道交通绝缘栅双极晶体管(IGBT)的应用特点,利用计算机仿真技术对终端结构进行优化,提高耐压特性;采用台面栅结构,提高开关速度;通过控制载流子注入效率,改善Vceon与Eoff的折中关系,降低芯片损耗;采用先进元胞设计技术,提高芯片短... 针对轨道交通绝缘栅双极晶体管(IGBT)的应用特点,利用计算机仿真技术对终端结构进行优化,提高耐压特性;采用台面栅结构,提高开关速度;通过控制载流子注入效率,改善Vceon与Eoff的折中关系,降低芯片损耗;采用先进元胞设计技术,提高芯片短路能力,从而提高芯片可靠性;通过超低阳极掺杂控制阳极注入效率,免除局部寿命控制,降低FRD的反向漏电流。研究开发了3300V IGBT及其配套FRD芯片,满足轨道交通的应用要求。 展开更多

关键词 绝缘栅双极品体管 轨道交通 终端结构 台面栅 注入效率 元胞

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混合动力/电动汽车用IGBT功率模块的最新封装技术 被引量：13

4

作者 徐凝华 吴义伯 +1 位作者 刘国友 窦泽春 《大功率变流技术》 2013年第1期1-6,共6页

随着对功率密度和可靠性要求的不断提高,以及其苛刻的应用条件,混合动力/电动汽车使用的IGBT功率模块需要采用新的封装技术。文章介绍了互连、芯片贴装、散热、模块结构等方面的最新技术,总结了功率模块未来的发展趋势,为国内同行了解... 随着对功率密度和可靠性要求的不断提高,以及其苛刻的应用条件,混合动力/电动汽车使用的IGBT功率模块需要采用新的封装技术。文章介绍了互连、芯片贴装、散热、模块结构等方面的最新技术,总结了功率模块未来的发展趋势,为国内同行了解并跟踪国际最新技术提供了参考材料。 展开更多

关键词 IGBT模块 封装技术 混合动力 电动汽车 双面散热 银烧结

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压接式IGBT模块的热学特性研究 被引量：12

5

作者 窦泽春 忻兰苑 +3 位作者 刘国友 黄蓉 徐凝华 吴义伯 《机车电传动》 北大核心 2013年第3期6-9,29,共5页

使用3种方法研究了压接式IGBT模块的热学特性,建立模块热学模型并通过数值计算和有限元仿真的方法分析其稳态热阻特性,搭建实物测试台,通过温度参数定标等方式间接测量模块热阻特性,最后对采用3种方法的结果进行了分析比较。

关键词 压接式IGBT模块 热学特性 计算 试验 有限元仿真

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一种电动汽车逆变器IGBT功率损耗和结温的近似计算方法 被引量：12

6

作者 焦明亮 李云 +2 位作者 吴春冬 朱世武 余军 《大功率变流技术》 2015年第5期58-63,共6页

为了满足电动汽车对逆变器性能的要求并为功率模块组件的集成与散热设计提供依据,提出了一种近似计算逆变器功率损耗和结温的方法。文章基于IGBT的特性参数,对SVPWM逆变器的功率损耗进行了近似计算,并对逆变器在不同输出相电流频率时的... 为了满足电动汽车对逆变器性能的要求并为功率模块组件的集成与散热设计提供依据,提出了一种近似计算逆变器功率损耗和结温的方法。文章基于IGBT的特性参数,对SVPWM逆变器的功率损耗进行了近似计算,并对逆变器在不同输出相电流频率时的瞬态结温变化情况进行了比较。结果表明该近似计算方法有效、可行。 展开更多

关键词 电动汽车 逆变器 空间矢量脉宽调制(SVPWM) 功率损耗 瞬态结温

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牵引级1500A/3300V IGBT功率模块的热学设计与仿真 被引量：11

7

作者 刘国友 吴义伯 +1 位作者 徐凝华 窦泽春 《机车电传动》 北大核心 2013年第1期1-4,38,共5页

主要针对牵引级1 500 A/3 300 V IGBT模块进行热学分析,建立了基于热节点网络的热阻等效电路模型,从理论上优化了功率模块的稳态热阻分布,通过有限元模型对1 500 A/3 300 V IGBT模块进行热学仿真设计,验证了该热阻模型的有效性。

关键词 功率模块 IGBT 热阻分析 节点模型

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功率IGBT模块的可靠性分析 被引量：9

8

作者 王彦刚 Jones Steve 刘国友 《机车电传动》 北大核心 2013年第1期5-9,共5页

介绍了功率模块的现状、封装过程、可靠性及其失效规律,论述了研究模块可靠性的标准试验方法如耐力试验和环境试验,讨论了模块的主要失效机制如键合引线失效、表面金属化重建、焊料疲劳和衬底分层等。

关键词 IGBT模块 可靠性 可靠性试验 失效机制 寿命

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牵引级高压IGBT模块短路特性研究及其优化 被引量：8

9

作者 刘国友 覃荣震 +3 位作者 黄建伟 Ian Deviny 吴义伯 余伟 《机车电传动》 北大核心 2014年第1期7-10,15,共5页

介绍了IGBT 3种短路类型,通过优化器件的晶体管增益提高第二类短路能力,以承受更大短路电流的冲击,采取驱动电路栅极电压箝位措施来限制短路状态下的过流。经过设计与工艺优化后的高压IGBT成功通过了短路特性试验,满足轨道交通的应用需求。

关键词 绝缘栅双极晶体管 短路 晶体管增益 箝位 大功率变流器 轨道牵引

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高功率密度IGBT模块的研发与特性分析 被引量：8

10

作者 刘国友 覃荣震 +4 位作者 黄建伟 Ian Deviny 罗海辉 Rupert Stevens 吴义伯 《机车电传动》 北大核心 2014年第2期6-11,共6页

基于现有标准DMOS设计技术,通过优化高压IGBT&FRD芯片及其模块结构,降低芯片功耗、模块寄生电感和模块热阻,改善模块散热,提高最高工作温度。研究开发了高功率密度1 500 A/3 300 V、1 200 A/4 500 V及750 A/6 500 V IGBT模块,满足... 基于现有标准DMOS设计技术,通过优化高压IGBT&FRD芯片及其模块结构,降低芯片功耗、模块寄生电感和模块热阻,改善模块散热,提高最高工作温度。研究开发了高功率密度1 500 A/3 300 V、1 200 A/4 500 V及750 A/6 500 V IGBT模块,满足轨道交通的应用要求。 展开更多

关键词 IGBT模块 高功率密度 特性 研发 DMOS 模块结构 寄生电感 工作温度

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牵引用3300V IGBT芯片均匀性及其对可靠性的影响 被引量：4

11

作者 刘国友 罗海辉 +2 位作者 刘可安 黄建伟 张泉 《机车电传动》 北大核心 2013年第2期1-4,共4页

为满足轨道交通领域牵引用3300 V IGBT芯片应具有优良的栅极控制特性、较低的通态压降和较宽的安全工作区的要求,对3300 V IGBT芯片工艺进行了深入研究。在工艺控制和关键工艺改进方面采取措施,全面提升了牵引用3300 V IGBT芯片在栅极... 为满足轨道交通领域牵引用3300 V IGBT芯片应具有优良的栅极控制特性、较低的通态压降和较宽的安全工作区的要求,对3300 V IGBT芯片工艺进行了深入研究。在工艺控制和关键工艺改进方面采取措施,全面提升了牵引用3300 V IGBT芯片在栅极特性、电压阻断、导通特性和安全工作区等方面的表现,进而大幅度提高了芯片的可靠性。 展开更多

关键词 高压IGBT 轨道交通 芯片工艺 性能均匀性 可靠性

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沟槽栅IGBT深槽工艺研究 被引量：4

12

作者 罗海辉 黄建伟 +1 位作者 Ian Deviny 刘国友 《大功率变流技术》 2013年第2期8-12,共5页

基于Lam 4420反应离子刻蚀(RIE)设备和Cl2气体开发了适用于沟槽栅IGBT的深槽等离子刻蚀工艺。通过调整HBr、O2和SF6等添加气体含量得到了无底切、底角圆滑、槽壁斜度3°左右、深度6μm的沟槽;通过系统优化气体流量、气压、电极间距... 基于Lam 4420反应离子刻蚀(RIE)设备和Cl2气体开发了适用于沟槽栅IGBT的深槽等离子刻蚀工艺。通过调整HBr、O2和SF6等添加气体含量得到了无底切、底角圆滑、槽壁斜度3°左右、深度6μm的沟槽;通过系统优化气体流量、气压、电极间距和RF功率等工艺参数,得到了<5%的硅片内不均匀性,刻蚀速率可达800 nm/min。在完成CF4/Ar刻蚀和牺牲氧化等后续工艺后,槽型得到进一步改善。 展开更多

关键词 沟槽栅IGBT 等离子刻蚀 CL2 槽型

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轨道交通用IGBT模块互连技术及其发展趋势 被引量：4

13

作者 覃荣震 刘国友 黄建伟 《机车电传动》 北大核心 2013年第3期1-5,共5页

从焊接、键合及压接三方面介绍了模块封装的各种互连技术,分析了各种互连方式的发展现状及其特点,总结了轨道交通用IGBT模块封装中的互连技术的发展方向。

关键词 IGBT模块 互连技术 焊接 键合 压接 轨道交通

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IGBT功率模块封装中先进互连技术研究进展 被引量：12

14

作者 吴义伯 戴小平 +2 位作者 王彦刚 李道会 刘国友 《大功率变流技术》 2015年第2期6-11,共6页

随着新一代IGBT芯片结温及功率密度的提高,对功率电子模块及其封装技术的要求也越来越高。文章主要介绍了功率电子模块先进封装互连技术的最新发展趋势,重点比较了芯片表面互连、贴片焊接互连、导电端子引出互连等3种先进互连技术及其... 随着新一代IGBT芯片结温及功率密度的提高,对功率电子模块及其封装技术的要求也越来越高。文章主要介绍了功率电子模块先进封装互连技术的最新发展趋势,重点比较了芯片表面互连、贴片焊接互连、导电端子引出互连等3种先进互连技术及其封装工艺的优缺点,讨论了功率电子模块封装及互连技术所面临的问题与挑战。 展开更多

关键词 IGBT 功率模块 封装技术 互连技术 引线键合 贴片焊接 功率端子

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IGBT模块功率损耗的产生机理、计算及模拟 被引量：10

15

作者 王彦刚 戴小平 +2 位作者 吴义伯 Jones Steve 刘国友 《大功率变流技术》 2015年第2期62-66,共5页

分析了IGBT模块功耗的来源,根据其导通和开关波形讨论了功耗的定义和计算方法;介绍了如何根据模块数据手册估算IGBT及其续流二极管(FWD)的功耗,以及利用PSIM软件模拟模块在应用系统中的功耗;分别利用基本公式和PSIM软件模拟计算和比较... 分析了IGBT模块功耗的来源,根据其导通和开关波形讨论了功耗的定义和计算方法;介绍了如何根据模块数据手册估算IGBT及其续流二极管(FWD)的功耗,以及利用PSIM软件模拟模块在应用系统中的功耗;分别利用基本公式和PSIM软件模拟计算和比较了一个逆变电路中IGBT模块的功耗和最高结温。 展开更多

关键词 IGBT模块 续流二极管 功耗 效率 结温

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温度和氯源对大功率IGBT栅氧工艺的影响

16

作者 张泉 刘国友 黄建伟 《大功率变流技术》 2015年第6期41-44,共4页

采用C-V测试技术对大功率IGBT栅氧制备工艺中常用的两种栅氧生长方法——干氧和湿氧进行了研究,重点分析了氧化温度和氯源对栅氧化层工艺质量的影响,特别是对栅氧化层固定电荷和界面陷阱电荷的影响。研究结果表明：在1 000-1 150℃温度... 采用C-V测试技术对大功率IGBT栅氧制备工艺中常用的两种栅氧生长方法——干氧和湿氧进行了研究,重点分析了氧化温度和氯源对栅氧化层工艺质量的影响,特别是对栅氧化层固定电荷和界面陷阱电荷的影响。研究结果表明：在1 000-1 150℃温度区间,非掺氯干氧通过高温氮气退火处理可获得好的固定电荷密度（Nss）特性,氧化温度对N_（ss）影响很小,但对于掺氯干氧,当氧化温度超过1 050℃时,N_（ss）会明显增大;通过450℃氢退火处理,可将干氧的界面陷阱电荷密度（D_（it））控制在较低范围内,氧化温度和氯源对干氧的D_（it）影响不明显;在850-1 000℃温度区间,湿氧无法通过高温氮气退火和450℃氢退火处理而同时获得好的Nss和Dit特性,氧化温度和氯源对N_（ss）和D_（it_的影响较干氧的明显。 展开更多

关键词 IGBT 栅氧工艺 栅氧电荷 氧化温度 氯源

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