IGBT功率模块封装中先进互连技术研究进展

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。     

轨道交通用高压IGBT技术特点及其发展趋势

针对轨道交通用高压绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)的应用特点,从芯片和模块两方面对轨道交通用IGBT的技术特点进行了分析。随着IGBT芯片及模块的设计与工艺技术发展,未来轨道交通用IGBT将朝更高功率密度、更高工作温度、更智能及更可靠的方向发展。     

轨道交通用IGBT器件寿命预测技术综述

随着中国轨道交通车辆陆续进入高级修阶段,IGBT器件寿命预测技术成为行业关注的热点,科学的寿命评估方法是实现IGBT变流器全生命周期管理的基础。文章针对轨道交通的应用,介绍了IGBT器件失效机理、寿命预测模型及计算流程;通过概述国内外相关研究现状,归纳了目前IGBT器件寿命预测面临的难题,分析了通过采用智能化驱动、大数据分析及人工智能、状态检测等技术来提高IGBT器件寿命预测的准确性。     

压接式IGBT模块的热学特性研究

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。     

半实物仿真技术在轨道交通用IGBT寿命预测中的应用

IGBT是列车牵引变流器的核心部件,其寿命预测技术是整车故障预测与健康管理的重要依据。采用半实物仿真方式对CRH_5型动车组IGBT电流、电压等参数进行提取,基于这些参数进行与寿命相关的仿真和计算。计算表明:逆变器侧IGBT模块寿命小于脉冲整流器侧IGBT;IGBT的主端子、芯片和DBC焊层会提前出现失效征兆现象。该方法为准确评估轨道交通用IGBT模块寿命预测提供参考。     

轨道交通用750A/6500V高功率密度IGBT模块

通态损耗及开关损耗的降低是高压绝缘栅双极晶体管(IGBT)设计与制造的关键。基于U形增强型双扩散金属氧化物半导体(DMOS~+)元胞结构、增强型受控缓冲层(CPT~+)及横向变掺杂集电极(VLDC)技术、横向变掺杂(VLD)终端结构等关键技术,研发了具有低通态损耗的6 500 V平面栅IGBT芯片及其配套快恢复二极管(FRD)芯片。将IGBT及FRD芯片封装成750 A/6 500 V IGBT模块并对其进行测试、试验,其动、静态特性与安全工作区(SOA)性能优良,满足我国高速动车组、大功率机车等轨道交通牵引的应用要求。     

新型压接式IGBT模块的结构设计与特性分析

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。     

大功率IGBT模块封装中的超声引线键合技术

从超声引线键合的机理入手,对大功率IGBT模块引线的材料和键合界面特性进行了分析,探讨了键合参数对键合强度的影响。最后介绍了几种用于检测键合点强度的方法,利用检测结果对键合参数进行进一步的调整,以实现引线键合工艺最佳化。     

IGBT变流器模块试验装置的研制

针对变流器模块的测试要求,研究开发了一种用于变流器模块进行功能考核的试验设备,对该试验装置的硬件架构、工作原理、主要功能及软件设计等进行了说明。运用该试验装置可对变流器模块在低压工况、大功率工况下的工作状态进行考核。     

混合动力/电动汽车用IGBT功率模块的最新封装技术

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。     

轨道交通绝缘栅双极型晶体管模块封装材料的制备技术及其显微组织研究

作为电气系统组件,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块在轨道交通领域有着广泛应用。封装材料的性能直接影响IGBT模块的使用寿命和稳定性。Al-50%Si合金是IGBT模块较为理想的封装材料。采用粉末冶金结合双向分级热压致密化成型工艺,制备了Al-50%Si合金材料。使用OM、SEM方法(扫描电子显微镜)分析热压态及热处理态合金的显微组织。结果表明,在烧结温度为720℃且保温50 min后,能够获得Si相尺寸与分布控制较好的合金;在热扩散温度为540℃,扩散处理3.5 h后,能够有效熔断纤维状与细针状共晶硅。     

IGBT模块与散热器接触界面气隙对散热的影响研究

IGBT模块与散热器接触界面使用导热硅脂来降低接触热阻,在轨道交通领域,由于运行环境的频繁振动和温度循环,使硅脂可能发生挥发、流失或干涸,从而在接触界面产生气隙,使传热条件恶化。文章通过数值仿真以及热性能试验2种方法,研究界面气隙对IGBT模块结温和壳温的影响。结果表明,在硅脂气隙产生的初期,气隙对IGBT结温的影响较小;随着气隙扩大,则会使结温明显升高,导致IGBT模块寿命降低,甚至使IGBT模块迅速损坏。     

澳大利亚某矿区配套铁路重载技术选型研究

澳大利亚某矿区配套铁路为煤炭专用运输线,对该铁路采用DP、ECP两种重载技术的情况进行系统研究比选。且对不同轴重的运输方案从列车的停车制动、运输能力适应性、工程影响及运营成本等方面进行比选分析,并给出合理方案。所选的重载技术方案在保证运输安全的同时有利于提高运输效率及铁路经济效益,并符合澳大利亚铁路发展要求。     

轨道交通互联互通的内涵及技术特征探讨

基于轨道交通互联互通的概念和内涵,分析轨道交通互联互通在物理层面和服务层面的基本特征,总结国内外轨道交通互联互通的发展经验.在构建轨道交通互联互通的架构体系的基础上,给出轨道交通在线路车站、信号、车辆、配线、供电、票务等设施设备的技术要求,以及一体化出行规划、一体化票务和一体化出行服务的技术特征.最后,探讨轨道交通互联...     

铁路货运发展动向与运力资源调整的探讨

研究美国铁路货运的发展规律,对我国铁路货运发展趋势及其影响因素进行分析,提出铁路货运应关注多式联运、高附加值货物运输及采用更有效的市场营销组合等观点;针对铁路货运供求现状,提出铁路应调整软性和硬件运力资源。     

交通运输一体化中铁路运输发展对策的探讨

研究目的:针对我国铁路运输发展现状及存在的问题,从交通运输一体化的角度提出铁路运输发展策略,以缓解铁路运输紧张局势,实现各种运输方式的协调发展。研究方法:运用规范分析的方法,从分析交通一体化的内涵入手,根据铁路运输的发展特点,确定铁路在一体化交通中的定位,并依此提出具体对策。研究结果:应高度重视铁路枢纽在综合运输枢纽中的布局;大力发展高速铁路、客货专用铁路;加快高速客运系统建设;发展现代物流;积极推进运输管理信息化和运输管理体制的创新。研究结论:铁路运输业应从一体化交通发展的角度,采取相关政策和措施,加强技术创新、管理创新和体制创新,与各种运输方式合理布局、协调发展,实现铁路运输的跨越式发展,共同推进和实现综合运输体系现代化,优化交通资源,取得社会经济效益最大化。     

机车IGBT模块应用失效研究

针对机车IGBT模块应用失效后发生炸损,造成失效原因很难查找的问题,分析IGBT模块在应用工况下的开关状态,得出5种失效模式类型。结合厂内和现场失效模式分布统计,对5种失效模式和早期失效以及应用过程中引起的失效进行原因分析,最后从应用和器件2个维度针对性提出设计改进意见。