汽車功率模塊的可靠性分析以及壽命預測.pdf

1、汽車功率模塊的廣泛應用，使其可靠性的要求越來越高。在使用過程中，由于模塊發(fā)熱，芯片連接層之間的材料熱膨脹系數的不匹配，導致模塊內部產生交變的熱應力和熱應變，從而導致連接層萌生裂紋，在循環(huán)的熱應力和熱應變下，裂紋擴展導致連接層失效。本文運用有限元分析軟件ANSYS，對兩種不同結構的汽車功率模塊進行了可靠性分析，主要工作與結果如下:
　　1.對于焊點結構的汽車功率模塊，分別應用基于Anand粘塑性本構模型的能量法以及基于Wong蠕變本

2、構模型的有效應變法對汽車功率模塊在熱循環(huán)條件下的失效問題進行模擬分析，并利用不同的壽命預測模型對焊點的疲勞特征壽命進行預測。研究表明，對于結構復雜的功率模塊，以蠕變?yōu)榛A的壽命預測模型得到的疲勞特征壽命更接近實驗結果。
　　2.將低溫燒結納米銀焊膏作為汽車功率模塊的芯片互連材料，運用基于Anand粘塑性本構模型的能量法和基于Wong蠕變本構模型的有效應變法對低溫燒結納米銀焊膏互連結構進行了相關的模擬分析以及疲勞特征壽命的預測。研究

3、表明:與傳統(tǒng)錫鉛焊料SAC305相比，相同加載條件下，抗拉強度以及抵抗熱疲勞的能力有較大的提高。
　　3.應用兩種不同的壽命預測方法對介于引線框架與MOSFET之間的焊點厚度、MOSFET與DBC(Direct Bond Copper)之間的焊點厚度，以及MOSFET的厚度進行了參數化研究，比較分析了焊點厚度以及MOSFET的厚度對各部分焊點的疲勞特征壽命的影響。
　　4.基于帶引線鍵合結構的汽車功率模塊，實現了子模型技術在