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考虑高海拔环境及键合线种类的焊接型IGBT电-热-力模型
1
作者 律方成 王炳强 +6 位作者 平措顿珠 刘洪春 张春阳 徐文扣 刘轩仪 袁成 耿江海 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期95-105,共11页
焊接型IGBT作为高海拔地区光伏发电系统的关键部件,其可靠性直接决定光伏电站的稳定运行。然而缺少相应的高海拔地区的电-热-力耦合模型,同时有关高海拔地区由于芯片温升以及键合线所受应力过大造成的模块性能失效的研究也少之又少。为... 焊接型IGBT作为高海拔地区光伏发电系统的关键部件,其可靠性直接决定光伏电站的稳定运行。然而缺少相应的高海拔地区的电-热-力耦合模型,同时有关高海拔地区由于芯片温升以及键合线所受应力过大造成的模块性能失效的研究也少之又少。为此根据IGBT模块内部电场、热场和力场之间的耦合作用关系,以焊接型IGBT为研究对象,建立铜、铝键合线的焊接型IGBT电-热-力耦合有限元模型,分别分析了不同海拔高度以及4200 m特定海拔高度下每月的极端环境温度对铜、铝两种键合线种类的焊接型IGBT的最大结温与键合线最大应力的影响。研究表明,随着海拔升高,最大结温与键合线最大应力呈上升趋势;使用铜键合线的IGBT模块的最大结温低于使用铝键合线的IGBT模块的最大结温,但使用铜键合线的IGBT模块的最大应力值更高。该研究为高海拔地区优化键合线材料,提高IGBT模块运行稳定性提供了理论指导。 展开更多
关键词 焊接型IGBT 高海拔 电-热-力耦合 键合线 极端环境
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14 nm体硅FinFET工艺标准单元的总剂量效应 被引量：1
2
作者 李海松 王斌 +3 位作者 杨博 蒋轶虎 高利军 杨靓 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期619-624,647,共7页
随着鳍式场效应晶体管(FinFET)在高辐射环境中的广泛应用,其在总剂量(TID)效应下的可靠性成为研究重点。基于14 nm体硅互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺FinFET标准单元,设计了一款TID效应实验验证电路。利用^(60)Co产生的γ射线研究了该... 随着鳍式场效应晶体管(FinFET)在高辐射环境中的广泛应用,其在总剂量(TID)效应下的可靠性成为研究重点。基于14 nm体硅互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺FinFET标准单元,设计了一款TID效应实验验证电路。利用^(60)Co产生的γ射线研究了该验证电路的静态电流以及环振电路的环振频率和触发器电路的时序特性随辐照总剂量变化的情况,表征了FinFET工艺的本征抗辐射能力。实验结果表明,当辐照总剂量达到1000 krad(Si)时,验证电路静态电流增大了121%,且整个过程基本呈线性趋势增长,增长斜率约为3.14μA/krad(Si);组合逻辑单元时序参数变化绝对值小于0.6%,时序逻辑单元CK到输出端的延迟时间变化绝对值小于1%。这主要归因于TID效应对FinFET的阈值电压和饱和电流影响较小,而对器件的亚阈值漏电流影响较大。该研究结果为先进工艺超大规模集成电路在空间辐射环境中的应用提供了一定的理论指导。 展开更多
关键词 14 nm 鳍式场效应晶体管(FinFET)工艺 组合逻辑 时序逻辑 总剂量(TID)效应 标准单元
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密封半导体器件PIND失效与全过程管控
3
作者 丁荣峥 虞勇坚 《电子与封装》 2025年第6期8-16,共9页
密封半导体器件粒子碰撞噪声检测(PIND)失效分析及噪声颗粒控制已经成为封装不可缺少的环节。随着封装集成度和复杂度的不断提高,因颗粒引起的PIND失效变得越来越不易受控。如何减少密封半导体器件的颗粒是封装可靠性提升的研究内容之... 密封半导体器件粒子碰撞噪声检测(PIND)失效分析及噪声颗粒控制已经成为封装不可缺少的环节。随着封装集成度和复杂度的不断提高,因颗粒引起的PIND失效变得越来越不易受控。如何减少密封半导体器件的颗粒是封装可靠性提升的研究内容之一。重点分析了密封半导体器件研制生产中未报道的PIND失效典型案例,按类分析颗粒来源,提出了从封装结构设计、封装材料、封装工艺、封装环境到封装设备仪器及夹具、密封前检查和处理、PIND可靠检测以及不明失效的跟踪排除等全过程管控的思想和方法。实际生产结果表明,该方法能极大降低密封半导体器件PIND失效率,满足航天等用户远高于GJB548C—2021方法2020.2中的苛刻要求——最多3次PIND检测,且最后1次检测的剔除率为0;不合格品解剖确认不得为导电性颗粒,否则整批不接收。 展开更多
关键词 密封半导体器件 粒子碰撞噪声检测 颗粒控制 失效分析 可靠性提升
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1200 V SiC器件单粒子烧毁效应研究
4
作者 徐海铭 王登灿 吴素贞 《电子与封装》 2025年第8期87-91,共5页
随着宇航工程的发展,以第三代半导体SiC为代表的新型元器件将极大提高宇航器性能,将成为未来空间应用的主力军。新型元器件的空间应用要应对空间辐射效应带来的风险,需要开展实验分析和相关保障研究。对1200 V SiC器件进行了单粒子仿真... 随着宇航工程的发展,以第三代半导体SiC为代表的新型元器件将极大提高宇航器性能,将成为未来空间应用的主力军。新型元器件的空间应用要应对空间辐射效应带来的风险,需要开展实验分析和相关保障研究。对1200 V SiC器件进行了单粒子仿真和重离子环境实验,创新性地提出了SiC器件在单粒子环境下的失效机理,分析了导致SiC器件失效的原因,给出了仿真条件下SiC器件不同区域的单粒子敏感度。 展开更多
关键词 第三代半导体 SiC功率器件 MOSFET 单粒子烧毁 TCAD仿真
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DSP片上Flash测试系统设计与实现
5
作者 王涛 于鹏 钱昀莹 《电子技术应用》 2025年第2期41-45,共5页
在DSP芯片的可靠性筛选考核试验中,片上Flash擦写耐久和数据保持测试是最重要的试验之一。针对内建自测试和外部自动化机台测试的局限性,提出了一种DSP片上Flash测试系统的设计与实现方法。在分析了Flash故障类型和测试算法的基础上,给... 在DSP芯片的可靠性筛选考核试验中,片上Flash擦写耐久和数据保持测试是最重要的试验之一。针对内建自测试和外部自动化机台测试的局限性,提出了一种DSP片上Flash测试系统的设计与实现方法。在分析了Flash故障类型和测试算法的基础上,给出了硬件原理图和软件实现流程,并搭建了实物平台进行效果评估。测试结果表明:该系统可实现多工位DSP片上Flash自动化测试,无需人工参与。同时工作状态可实时显示,测试过程中的数据和结果自动保存在外部存储器中,便于后期进行测试结果统计分析。 展开更多
关键词 片上Flash 擦写耐久 数据保持 测试系统
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基于多策略改进灰狼优化算法优化CNN-LSTM的IGBT寿命预测 被引量：4
6
作者 付聪 吴松荣 +2 位作者 柳博 张驰 王少惟 《半导体技术》 北大核心 2025年第2期161-169,共9页
针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)长期工作出现的老化失效问题,提出一种多策略改进灰狼优化算法优化卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络组合模型的IGBT寿命预测方法。分析IGBT的失效机理并建立CNN-LSTM组合预测模型。利用灰狼优化算... 针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)长期工作出现的老化失效问题,提出一种多策略改进灰狼优化算法优化卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络组合模型的IGBT寿命预测方法。分析IGBT的失效机理并建立CNN-LSTM组合预测模型。利用灰狼优化算法优化CNN-LSTM模型中的初始学习率等参数,为解决传统灰狼优化算法容易陷入局部最优解的问题,从最优解扰动、参数调整和搜索机制方面引入三种策略进行改进。最后,基于NASA研究中心提供的IGBT老化数据集对改进模型进行性能验证。仿真结果表明:对比LSTM、CNN-LSTM等模型,多策略改进灰狼优化算法优化的CNN-LSTM模型的均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)三个评价指标均为最优,可以有效应用于IGBT寿命预测。 展开更多
关键词 IGBT 长短期记忆网络 改进灰狼优化算法 莱维飞行策略 寿命预测
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激光焦平面探测器组件工作寿命评估方法
7
作者 梁晨宇 周小燕 +4 位作者 孔繁林 路小龙 邹红强 李龙 柯尊贵 《半导体技术》 北大核心 2025年第8期869-872,共4页
激光焦平面探测器组件作为激光三维成像系统的核心组成部分,需要具备高可靠性和长使用寿命。通过故障模式、影响及危害性分析(FMECA)系统识别了激光焦平面探测器组件的寿命薄弱环节,深入剖析了影响其寿命的主要因素,并提出以薄弱环节替... 激光焦平面探测器组件作为激光三维成像系统的核心组成部分,需要具备高可靠性和长使用寿命。通过故障模式、影响及危害性分析(FMECA)系统识别了激光焦平面探测器组件的寿命薄弱环节,深入剖析了影响其寿命的主要因素,并提出以薄弱环节替代整体产品进行寿命评估的方法。针对激光焦平面探测器组件存在长寿命周期与试验样本量有限的特点,提出了一种k/n可靠性建模方法。基于正常应力下的小样本寿命试验,利用像元寿命数据实现对探测器整体寿命的推导计算。试验结果表明,k/n模型能够在较小样本量条件下对激光焦平面探测器组件工作寿命进行评估,有助于解决此类产品研制周期短、试验样本少的难题。 展开更多
关键词 激光焦平面探测器组件 薄弱环节 k/n模型 小样本 工作寿命
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120 kW 6000 A超大容量压接型IGBT功率循环测试技术及设备研制
8
作者 孙鸿禹 熊圳 +4 位作者 邓二平 刘昊 常坤 潘茂杨 黄永章 《半导体技术》 北大核心 2025年第12期1260-1269,1276,共11页
随着柔性高压直流(HVDC)输电技术的发展,压接型绝缘栅双极型晶体管(PPIGBT)器件的容量不断增加,对其测试设备提出了更高的要求。为满足超大容量PP-IGBT器件的测试需求,研制了一款融合校准测试、功率循环测试、长期通流测试与瞬态热阻抗... 随着柔性高压直流(HVDC)输电技术的发展,压接型绝缘栅双极型晶体管(PPIGBT)器件的容量不断增加,对其测试设备提出了更高的要求。为满足超大容量PP-IGBT器件的测试需求,研制了一款融合校准测试、功率循环测试、长期通流测试与瞬态热阻抗测试功能的120 kW 6000 A超大容量PP-IGBT器件测试设备。该设备包含3条测试支路与1条辅助支路,可实现最多12个器件的并行功率循环测试,具有极高的测试效率。基于此设备进行了系统性的测试验证:测试夹具可适配多种尺寸的被测器件,且可实现均匀的压力分布;数据采集模块测量波动和测量延迟极低,可以确保采样数据的准确性。测试结果充分验证了该设备的测试功能和可靠性。 展开更多
关键词 压接型IGBT(PP-IGBT)器件 校准 功率循环测试 失效短路模式 瞬态热阻抗测试
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碳化硅功率模块在键合线失效条件下的混合电流传感器抗干扰优化研究
9
作者 郭伟力 肖国春 +2 位作者 王来利 刘瑞煌 张宸宇 《电工技术学报》 北大核心 2025年第22期7276-7288,共13页
SiC功率模块因其高效率和高可靠性被广泛应用于电力电子领域,但其键合线在长期运行中可能发生失效,影响模块的稳定性和可靠性。现有研究中,磁阻传感器与Rogowski线圈的混合传感器已被用于键合线电流的监测,但在键合线失效时,测量稳定性... SiC功率模块因其高效率和高可靠性被广泛应用于电力电子领域,但其键合线在长期运行中可能发生失效,影响模块的稳定性和可靠性。现有研究中,磁阻传感器与Rogowski线圈的混合传感器已被用于键合线电流的监测,但在键合线失效时,测量稳定性仍有待提高。该文以提升混合传感器在键合线失效情况下的测量稳定性为目标,通过优化传感器设计与参数配置,包括印制电路板(PCB)厚度、Rogowski线圈匝数及磁阻传感器的放置位置,显著改善了传感器在键合线失效的情况下的抗干扰能力与测量精度。分析结果表明,当Rogowski线圈采用15匝绕组、PCB厚度为1.6 mm时,混合传感器的电流增益变化率在Microsemi公司的SiC模块键合线失效情况下能够保持稳定,不影响混合传感器对SiC芯片的电流测量。该文提出的优化方法为SiC功率模块的实时监测提供了一种更加高效、可靠的技术方案,对提升功率电子系统的长期运行稳定性具有重要意义。 展开更多
关键词 碳化硅功率模块 混合电流传感器 ROGOWSKI线圈 磁阻传感器 键合线失效
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SO-8塑封器件湿热耦合可靠性研究 被引量：1
10
作者 李登科 《电子与封装》 2025年第4期18-23,共6页
随着塑封器件大规模应用于各类电子产品,对其可靠性的研究逐渐成为人们关注的热点。塑封材料的吸湿特性导致塑封器件对水汽十分敏感,因此研究塑封器件的湿热特性极具应用价值。基于ANSYS Workbench有限元软件对SO-8塑封器件进行了高压... 随着塑封器件大规模应用于各类电子产品,对其可靠性的研究逐渐成为人们关注的热点。塑封材料的吸湿特性导致塑封器件对水汽十分敏感,因此研究塑封器件的湿热特性极具应用价值。基于ANSYS Workbench有限元软件对SO-8塑封器件进行了高压蒸煮试验仿真,分析了器件在湿热耦合试验条件下各个结构的应力、应变分布。仿真结果表明,SO-8塑封器件内部各个结构互相接触的位置存在较大的应力和应变,其中引脚框架和塑封料的界面存在的应力和应变相对较大,这些部位是塑封器件易发生分层现象的位置。结合SO-8塑封器件在高压蒸煮试验后的超声扫描图像可以发现,湿热耦合试验条件下SO-8塑封元器件的分层主要发生在引脚框架上,这一现象与有限元仿真结果一致,为SO-8塑封器件的设计与封装提供了重要参考。 展开更多
关键词 塑封器件 湿热耦合 有限元仿真 可靠性
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器件级带电器件模型静电放电测试标准分析及应用 被引量：1
11
作者 江徽 唐震 +2 位作者 王倩倩 万永康 虞勇坚 《电子技术应用》 2025年第4期35-39,共5页
针对器件级带电器件模型(CDM)静电放电国内外主要测试标准进行了整理、分析与解读。梳理了各标准之间的差异性和关联性,明确了各标准的应用范围与技术要点。深入研究了影响器件级带电器件模型(CDM)静电放电测试结果的因素与控制方法,提... 针对器件级带电器件模型(CDM)静电放电国内外主要测试标准进行了整理、分析与解读。梳理了各标准之间的差异性和关联性,明确了各标准的应用范围与技术要点。深入研究了影响器件级带电器件模型(CDM)静电放电测试结果的因素与控制方法,提出了在标准应用过程中保障结果一致性和准确性的相关技术技巧,为器件级带电器件模型(CDM)测试标准的选择、测试和工程应用提供了指导。 展开更多
关键词 带电器件模型 器件级 测试标准
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双极器件中子/γ协同效应物理规律及机制研究
12
作者 马武英 丁李利 +2 位作者 李济芳 潘琛 闵亮亮 《上海航天(中英文)》 2025年第4期75-80,共6页
为了更清晰地获得双极工艺器件的γ总剂量与中子位移损伤协同效应物理机制,本文以双极电路、三极管和二极管等器件为研究载体,利用西安脉冲反应堆和钴源辐照装置,分别开展了先中子后γ射线辐照和先γ射线后中子辐照试验。试验结果表明:... 为了更清晰地获得双极工艺器件的γ总剂量与中子位移损伤协同效应物理机制,本文以双极电路、三极管和二极管等器件为研究载体,利用西安脉冲反应堆和钴源辐照装置,分别开展了先中子后γ射线辐照和先γ射线后中子辐照试验。试验结果表明:对于双极工艺电路,先中子后γ射线辐照产生的损伤要高于先γ射线后中子辐照;通过二极管和栅控晶体管试验,表明中子/γ协同效应的产生缺陷之间或射线与缺陷的关联性较弱,其主要因素是中子辐照过程导致了钝化层中氢进入氧化层,进而加速了总剂量辐照过程中的界面陷阱电荷产生,相关研究结果对于双极器件抗辐射加固设计和混合场评估具有重要意义。 展开更多
关键词 双极器件 中子辐照 ^(60)Coγ辐照 辐射损伤
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面向低电压穿越工况的DFIG变流器IGBT结温管理 被引量：1
13
作者 杨晨 乐应波 +3 位作者 杨程 李伟邦 何鑫 崔昊杨 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期523-531,共9页
低电压穿越(LVRT)期间,电压骤降会导致双馈风电机组(DFIG)电流严重畸变,变流器中IGBT模块的瞬时功耗急剧上升,器件过温失效风险剧增。通过仿真实验分析了LVRT工况下变流器的温升特性,提出了一种结合硬件保护电路与开关频率调节的结温治... 低电压穿越(LVRT)期间,电压骤降会导致双馈风电机组(DFIG)电流严重畸变,变流器中IGBT模块的瞬时功耗急剧上升,器件过温失效风险剧增。通过仿真实验分析了LVRT工况下变流器的温升特性,提出了一种结合硬件保护电路与开关频率调节的结温治理方法。引入投资回报比(ROI)作为开关频率选取依据,平衡温升与电流总谐波失真(THD)增长率。采用量子粒子群优化(QPSO)算法确定最优开关频率,并与卸荷撬棍电路协同,有效抑制了温升。仿真结果表明,网侧电压跌至0.3 p.u.时,所提策略使IGBT故障瞬间温升波幅降低37%,穿越期间温升波幅降低58%,有效抑制了LVRT工况下的温升现象。 展开更多
关键词 IGBT模块 低电压穿越(LVRT) 热管理策略 电流谐波 开关频率 硬件保护电路
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重离子导致的SOI SiGe HBT的SET效应数值模拟研究
14
作者 李府唐 郭刚 +4 位作者 张峥 孙浩瀚 刘翠翠 史慧琳 欧阳晓平 《半导体技术》 北大核心 2025年第7期714-722,共9页
锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)具有优异的低温性能以及抗总剂量效应和位移损伤的能力,但是其对单粒子效应(SEE)较敏感。利用计算机辅助设计技术(TCAD)构建了SiGe HBT模型,研究了衬底类型、重离子入射位置、器件温度和重离子线性能量转... 锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)具有优异的低温性能以及抗总剂量效应和位移损伤的能力,但是其对单粒子效应(SEE)较敏感。利用计算机辅助设计技术(TCAD)构建了SiGe HBT模型,研究了衬底类型、重离子入射位置、器件温度和重离子线性能量转移(LET)值对SiGe HBT单粒子瞬态(SET)效应的影响。研究结果表明,集电极/衬底结及其附近是器件的SET效应敏感区域,绝缘体上硅(SOI)工艺的引入有助于提高SiGe HBT的抗SEE能力。此外,载流子迁移率与自由载流子浓度是影响器件SET温度依赖性的最主要因素,随着温度进一步降低至极端低温,杂质不完全电离的影响也愈发凸显。随着LET值升高,SOI SiGe HBT的SET效应显著增强。尤其在低温与高LET耦合作用下,器件的SET电流峰值和电荷收集量远超在其他辐照条件下的。 展开更多
关键词 锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT) 绝缘体上硅(SOI)工艺 单粒子瞬态(SET) 单粒子效应(SEE) 计算机辅助设计技术(TCAD)
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融合NBEATS模型的IGBT寿命预测
15
作者 袁泽宇 刘利生 +3 位作者 彭晴晴 杨凯 郭冲 崔方舒 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第10期232-242,共11页
作为电力电子系统的核心器件,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在实际应用中易受电-热应力影响而发生性能退化和失效,因此对其剩余寿命的准确预测具有重要意义。针对IGBT寿命预测中单一模型预测精度不足的问题,研究了多模型融合的剩余寿命预测... 作为电力电子系统的核心器件,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在实际应用中易受电-热应力影响而发生性能退化和失效,因此对其剩余寿命的准确预测具有重要意义。针对IGBT寿命预测中单一模型预测精度不足的问题,研究了多模型融合的剩余寿命预测方法。首先采用变分模态分解(VMD)将IGBT寿命预测关键特征参数集电极-发射极瞬态尖峰电压分解为多个本征模态分量,其中低频趋势分量应用高斯过程回归模型预测,高频波动分量使用神经基扩展分析(NBEATS)网络建模,最后将各分量预测结果进行重构融合得到最终预测值。在NASA提供的IGBT加速老化实验数据上进行验证,所用融合模型较最优的单一VMD-NBEATS模型,均方根误差降低70%,平均绝对误差减少23.2%,决定系数提升至0.97以上。改变模型训练集和测试集的比例,融合模型在不同比例下仍表现出最优性能,验证了多尺度分解与差异化模型的稳定性和泛化性,为电力电子设备的健康监测与预防性维护提供了新的方案。 展开更多
关键词 IGBT 寿命预测 变分模态分解 高斯过程回归 NBEATS
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功率器件芯片自发热对水汽入侵的抑制作用
16
作者 吴天华 王延浩 +3 位作者 邓二平 王作艺 周国华 黄永章 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期77-85,共9页
为探究高温高湿环境中功率器件芯片自发热现象对水汽入侵的抑制作用机理及其对功率器件静态参数和封装可靠性的影响,将器件分成三组进行功率循环测试对比实验。第一组器件直接进行功率循环测试;第二组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h再... 为探究高温高湿环境中功率器件芯片自发热现象对水汽入侵的抑制作用机理及其对功率器件静态参数和封装可靠性的影响,将器件分成三组进行功率循环测试对比实验。第一组器件直接进行功率循环测试;第二组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h再进行功率循环测试;第三组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h期间导通电流,令芯片自发热模拟实际工况(芯片结温为120℃),然后进行功率循环测试。实验结果显示,水汽入侵会使功率器件的静态参数发生漂移,缩短器件功率循环寿命。器件功率循环寿命缩短的原因是水汽入侵腐蚀了器件键合线,影响了键合线可靠性。功率器件芯片自发热可以抑制水汽入侵,减小由水汽入侵导致的静态参数漂移及其对器件键合线的腐蚀作用。 展开更多
关键词 高温高湿 功率器件 静态参数 功率循环 封装可靠性 键合线
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基于KPCA-SENet的晶闸管退化特征提取与表征方法
17
作者 陈权 吴骏 +3 位作者 陈忠 祝琳 郑常宝 黄宇 《半导体技术》 北大核心 2025年第8期851-859,共9页
晶闸管长期使用后会出现不可逆的性能下降,达到一定阈值后引发电路故障的概率会大幅上升,给特高压系统带来严重风险。为了保证特高压电网系统的安全运行,晶闸管的可靠性分析与退化状态评估尤为重要。通过仿真模拟加速寿命试验获取晶闸... 晶闸管长期使用后会出现不可逆的性能下降,达到一定阈值后引发电路故障的概率会大幅上升,给特高压系统带来严重风险。为了保证特高压电网系统的安全运行,晶闸管的可靠性分析与退化状态评估尤为重要。通过仿真模拟加速寿命试验获取晶闸管的通态压降、反向恢复电荷、反向漏电流及反向恢复峰值电流的退化数据。首先通过结合局部均值分解(LMD)和自适应阈值对称小波基(symN)的方法进行降噪预处理,再通过结合核主成分分析(KPCA)与通道域注意力机制(SENet)对退化特征进行提取与融合,最后通过转换函数拟合建立综合退化指标(CDI),实现对晶闸管的退化表征。采用多个指标对该方法进行验证,结果表明CDI与退化特征参数及退化时间呈现出高度的相关性,证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 晶闸管 可靠性 特征提取 退化 表征方法 核主成分分析与通道注意力机制(KPCA-SENet)
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基于应用工况的车规级功率器件湿热寿命评估
18
作者 陆金辉 李正 +4 位作者 周望君 李风池 罗哲雄 肖强 常桂钦 《半导体技术》 北大核心 2025年第12期1295-1300,共6页
湿热环境下功率半导体器件的可靠性问题日益成为研究焦点,为更真实地反映器件在汽车实际工况下所承受的应力,提出一种基于原位直接测量的湿热应力寿命评估方法。通过在控制器内预置传感器,实现了功率器件表面温、湿度的准确测量,并揭示... 湿热环境下功率半导体器件的可靠性问题日益成为研究焦点,为更真实地反映器件在汽车实际工况下所承受的应力,提出一种基于原位直接测量的湿热应力寿命评估方法。通过在控制器内预置传感器,实现了功率器件表面温、湿度的准确测量,并揭示了湿气侵入汽车控制器的动态过程。进一步量化了功率器件在不同气候条件下的可靠性,预估1000 h的高温高湿反偏试验可等效14年以上的应用要求。相较于传统依据环境温度计算的方法,该方法显著提高了寿命预测的准确度。本研究结果为车用功率半导体器件在湿热环境下的服役寿命预测和可靠性设计优化提供了理论和数据支撑。 展开更多
关键词 功率半导体器件 汽车工况 原位测量 湿气腐蚀 场景模拟 寿命预测
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基于SVMD-BKA-Transformer的IGBT寿命预测模型 被引量：2
19
作者 邓阳 柴琳 汪亮 《半导体技术》 北大核心 2025年第7期698-706,共9页
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在持续运行过程中易老化失效,引发电力电子装置故障,因此需对IGBT进行寿命预测。提出了一种改进模型用于IGBT寿命预测。首先,以集射极关断尖峰电压(V_(ce-p))为退化特征,对IGBT进行功率循环加速老化试验;获取... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在持续运行过程中易老化失效,引发电力电子装置故障,因此需对IGBT进行寿命预测。提出了一种改进模型用于IGBT寿命预测。首先,以集射极关断尖峰电压(V_(ce-p))为退化特征,对IGBT进行功率循环加速老化试验;获取相关参数数据并进行处理;利用逐次变分模态分解(SVMD)技术将退化特征数据分解为多个模态。其次,构建Transformer模型,并采用黑翅鸢算法(BKA)寻找其最优超参数以提升预测精度。最后,通过实际IGBT退化特征数据对所提模型进行性能验证。实验结果表明,SVMD-BKA-Transformer模型提升了预测精度:决定系数(R^(2))达到0.9583,平均绝对误差(MAE)降至0.0295 V,均方根误差(RMSE)减小至0.0365 V,性能优于对比模型。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 寿命预测 模态分解 黑翅鸢算法(BKA) TRANSFORMER
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芯片间结温差异对多芯片并联模块寿命的影响
20
作者 徐胜前 邓二平 +4 位作者 何凯 窦泽春 吴立信 华文博 丁立健 《半导体技术》 北大核心 2025年第12期1277-1285,共9页
多芯片并联已成为电力电子领域的主流设计方案。然而,芯片间易形成显著的热耦合效应与电流分配不均衡现象,导致芯片间产生结温差异,进而威胁器件长期可靠性及寿命,亟需深入探究结温差异对器件寿命的作用机制。提出通过并联TO封装分立器... 多芯片并联已成为电力电子领域的主流设计方案。然而,芯片间易形成显著的热耦合效应与电流分配不均衡现象,导致芯片间产生结温差异,进而威胁器件长期可靠性及寿命,亟需深入探究结温差异对器件寿命的作用机制。提出通过并联TO封装分立器件以精确调控结温,并设计多组功率循环试验复现结温差异现象。试验结果表明,芯片间结温差异对多芯片并联器件的寿命衰减影响显著。当结温差异超过25~30℃内某一阈值时,器件寿命缩短26%以上。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 多芯片并联 热耦合 功率循环试验 结温差异
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