柔直换流阀用压接式IGBT器件物理场建模及内部压强分析

摘要：

压接式IGBT器件是柔性直流换流阀的核心,器件内部压强分布直接影响器件及系统可靠性,而内部压强又受各种材料及复合应力相互耦合作用,针对不同应力耦合效果及其对内部压强的影响,进行压接式IGBT器件物理场模型仿真以及器件内部最大压强分布趋势的研究.首先,基于3.3 kV/50 A压接式IGBT器件实际结构,建立了多物理场模型,分析了机械、机一热和机一热一电不同耦合模型下器件内部压强分布的差异,并获取了器件承受内部最大压强的薄弱环节及各种内部应力作用的耦合效果.然后,基于机一热一电耦合模型,分析了不同环境温度、外部压力、导通电流对压接式IGBT器件内部薄弱层最大压强及性能的影响.最后,建立了压接式IGBT器件功率循环平台,通过恒导通工况和功率循环实验验证了机一热一电耦合模型的有效性和薄弱层分析的合理性.研究结果表明,机一热一电耦合模型能更好地表征压接式IGBT器件多应力耦合作用效果,内部最大压强的薄弱环节为IGBT芯片与发射极钼层间,且内部最大压强随环境温度、外加压力和导通电流的增加而增加.

关键词：柔性直流换流阀、压接式IGBT器件、物理场建模、内部压强、薄弱环节

所属期刊栏目：39

分类号：TN32(半导体技术)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFB0901800

在线出版日期：2019-02-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：40-45