摘要：绝缘栅型双极型晶体管(IGBT)失效会对整流或逆变系统产生严重影响, IGBT应用场合不同导致其焊料层失效形式存在较大差异,因此有必要研究IGBT焊料层老化失效规律。首先利用改进的IGBT动态模型搭建三相整流电路并对其电路功耗误差进行修正;其次构建IGBT三维有限元模型,并分析其在电-热-力多物理场耦合下芯片温度和焊料层应力分布规律;最后利用随机生成的焊料层缺陷来探究空洞、裂纹等对焊料层失效的影响,得出焊料层老化失效规律。仿真结果表明,焊料层缺陷面积的比例高于15%时,焊料层空洞、裂纹及脱落对芯片结温及焊料层应力影响显著,其中,脱落和裂纹对焊料层应力影响更大。
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