A Temperature Gradient-Based Potential Defects Identification Method for IGBT Module
A Temperature Gradient-Based Potential Defects Identification Method for IGBT Module
复制标题
一种基于温度梯度的IGBT模块潜在缺陷识别方法
DOI：
10.1109/tpel.2016.2565701
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发表时间：
2017-03
影响因子：
6.7
通讯作者：
Philip Mawby
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Ran;Irfan Ullah;Shengyou Xu;Philip Mawby
以绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块为例，提出了一种基于温度梯度的器件状态评估方法。首先介绍了该方法的理论基础，并对温度梯度进行了实例计算，结果表明，IGBT模块热阻和功率损耗的增加会使温度梯度增大。然后，电-热-机械有限元方法模型的IGBT模块，其中考虑到材料的温度依赖性的特性，被用来估计的温度梯度分布的健康和疲劳条件。结果表明，温度梯度随功率损耗的变化而变化。对不同工况下的温度梯度进行了实验和仿真研究，结果表明，温度梯度不仅能够跟踪功率损耗的变化，而且与温度分布相比具有更好的灵敏度。此外，温度梯度可以反映缺陷的位置和区分故障程度。最后讨论了焊点疲劳、空洞和分层对温度梯度分布的影响。
The paper presents a temperature gradient-based method for device state evaluation, taking the insulated-gated bipolar transistor (IGBT) modules as an example investigation. First, theoretical basis of this method is presented and the results from example calculation on temperature gradient indicate that the increased thermal resistance and power loss of IGBT modules would increase the temperature gradient. Then, an electrical-thermal-mechanical finite-element method model of IGBT modules, which takes the material temperature-dependent characteristic into account, is utilized to estimate the temperature gradient distribution for both healthy and fatigue conditions. It is found that the temperature gradient varies with power loss. Furthermore, both the experimental and simulation investigation on the temperature gradient for different conditions were conducted, and it is concluded that the temperature gradient can not only track the change of power loss, but also have a better sensitivity compared with temperature distribution. In addition, the temperature gradient can reflect the defects location and distinguish failures degree. In the end, the influence on the temperature gradient distribution caused by solder fatigue, void, and delamination is discussed.
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影响因子：
1.5
作者：
A. K. T. Assis;Waldyr A. Rodrigues;A. J. Mania
通讯作者：
A. K. T. Assis;Waldyr A. Rodrigues;A. J. Mania
DOI：
10.1016/j.microrel.2012.06.095
发表时间：
2012-09
期刊：
Microelectron. Reliab.
影响因子：
--
作者：
O. Schilling;M. Schäfer;Krzysztof Mainka-;M. Thoben;Frank Sauerland-
通讯作者：
O. Schilling;M. Schäfer;Krzysztof Mainka-;M. Thoben;Frank Sauerland-
DOI：
10.1109/ecce.2009.5316235
发表时间：
2009-09
期刊：
2009 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition
影响因子：
--
作者：
I. Swan;A. Bryant;N. Parker-Allotey;P. Mawby
通讯作者：
I. Swan;A. Bryant;N. Parker-Allotey;P. Mawby
DOI：
10.1016/s0026-2714(03)00019-2
发表时间：
2003-04
期刊：
Microelectron. Reliab.
影响因子：
--
作者：
N. Shammas
通讯作者：
N. Shammas
影响因子：
6.3
作者：
Huai Wang;Marco Liserre;F. Blaabjerg
通讯作者：
Huai Wang;Marco Liserre;F. Blaabjerg