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弹性压接型IGBT器件封装结构对芯片内部电场的影响研究
被引量：
3
1
作者
刘招成
崔翔
+6 位作者
李学宝
刘相辰
李超
赵志斌
金锐
唐新灵
和峰
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期274-283,共10页
高压大功率电力电子器件内部电场的准确计算,是保证器件绝缘设计满足要求的基本条件。首先,在静态场下建立考虑封装绝缘结构和芯片半导体载流子输运过程的耦合电场计算模型,并利用高压芯片反向特性测量平台,测量获得3300V高压芯片的耐...
高压大功率电力电子器件内部电场的准确计算,是保证器件绝缘设计满足要求的基本条件。首先,在静态场下建立考虑封装绝缘结构和芯片半导体载流子输运过程的耦合电场计算模型,并利用高压芯片反向特性测量平台,测量获得3300V高压芯片的耐受电压,与文中所建立模型的计算结果相对比,结果表明,计及芯片和封装耦合后,芯片耐受电压的计算结果与测量结果之间的误差由不考虑封装时的4.96%降低为0.8%。此外,以文中所使用的3300V高压芯片终端结构为例,应用耦合电场计算模型,计算在不同电压下的弹性压接封装结构下电场的分布分布特性,计算结果表明在2000V下,计及封装和芯片耦合后,芯片内部最大电场为不考虑封装结构时的1.24倍,且最大电场由终端区中部转移到末端。随着施加电压的增加,封装绝缘结构对于芯片电场的影响逐渐增大,芯片终端区表面电场显著增加甚至超过芯片内的最大电场。最后,利用部分电容模型,给出外部封装对于芯片电场影响的机理解释,并分析半导体–绝缘体界面电荷密度以及外部封装绝缘材料的介电常数对于芯片电场的影响规律,该文的结果可为高压大功率器件绝缘设计提供参考。
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关键词
igbt器件绝缘
弹性压接型
igbt
封装结构
边界条件
芯片终端
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职称材料
高压器件封装用有机硅凝胶内气泡对其正极性方波电压下放电特性的影响
被引量：
3
2
作者
李学宝
刘相辰
+2 位作者
刘思佳
赵志斌
崔翔
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期3999-4009,共11页
有机硅凝胶内气泡缺陷是高压IGBT器件封装的绝缘薄弱环节。该文针对有机硅凝胶内气泡缺陷对放电特性的影响,制备了指定位置含有气泡的有机硅凝胶实验样品,提出了有机硅凝胶内部气泡含量的量化方法,面向器件运行条件下所承受的正极性重...
有机硅凝胶内气泡缺陷是高压IGBT器件封装的绝缘薄弱环节。该文针对有机硅凝胶内气泡缺陷对放电特性的影响,制备了指定位置含有气泡的有机硅凝胶实验样品,提出了有机硅凝胶内部气泡含量的量化方法,面向器件运行条件下所承受的正极性重复方波电压工况,建立了基于局部放电电流脉冲测量方法的有机硅凝胶局部放电特性实验平台,提出了方波电压下放电电流脉冲的准确测量与提取的方法,通过实验获得了有机硅凝胶内气泡含量对局部放电分布特性及电流脉冲波形参数的影响规律,并给出了气泡对有机硅凝胶局部放电特性的影响机理的定性解释。结果表明:正极性重复方波电压下,有机硅凝胶的局部放电起始电压与熄灭电压均随气泡含量的增加而显著下降,反向放电比例随气泡含量的增加而增加,脉冲上升时间、下降时间随气泡含量的增加而减小。该文成果可为IGBT器件有机硅凝胶灌封工艺的改进提供指导,并为有机硅凝胶气泡含量检测奠定基础。
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关键词
igbt器件绝缘
有机硅凝胶
气泡
正极性重复方波电压
局部放电
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职称材料
题名
弹性压接型IGBT器件封装结构对芯片内部电场的影响研究
被引量：
3
1
作者
刘招成
崔翔
李学宝
刘相辰
李超
赵志斌
金锐
唐新灵
和峰
机构
新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)
先进输电技术国家重点实验室(全球能源互联网研究院有限公司)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期274-283,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52077073)。
文摘
高压大功率电力电子器件内部电场的准确计算,是保证器件绝缘设计满足要求的基本条件。首先,在静态场下建立考虑封装绝缘结构和芯片半导体载流子输运过程的耦合电场计算模型,并利用高压芯片反向特性测量平台,测量获得3300V高压芯片的耐受电压,与文中所建立模型的计算结果相对比,结果表明,计及芯片和封装耦合后,芯片耐受电压的计算结果与测量结果之间的误差由不考虑封装时的4.96%降低为0.8%。此外,以文中所使用的3300V高压芯片终端结构为例,应用耦合电场计算模型,计算在不同电压下的弹性压接封装结构下电场的分布分布特性,计算结果表明在2000V下,计及封装和芯片耦合后,芯片内部最大电场为不考虑封装结构时的1.24倍,且最大电场由终端区中部转移到末端。随着施加电压的增加,封装绝缘结构对于芯片电场的影响逐渐增大,芯片终端区表面电场显著增加甚至超过芯片内的最大电场。最后,利用部分电容模型,给出外部封装对于芯片电场影响的机理解释,并分析半导体–绝缘体界面电荷密度以及外部封装绝缘材料的介电常数对于芯片电场的影响规律,该文的结果可为高压大功率器件绝缘设计提供参考。
关键词
igbt器件绝缘
弹性压接型
igbt
封装结构
边界条件
芯片终端
Keywords
igbt
device insulation
elastic press-pack
igbt
packaging structure
boundary conditions
chip termination structure
分类号
TN322.8 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
高压器件封装用有机硅凝胶内气泡对其正极性方波电压下放电特性的影响
被引量：
3
2
作者
李学宝
刘相辰
刘思佳
赵志斌
崔翔
机构
新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第15期3999-4009,共11页
基金
国家电网有限公司总部科技项目资助(5500-202299490A-2-0-KJ)。
文摘
有机硅凝胶内气泡缺陷是高压IGBT器件封装的绝缘薄弱环节。该文针对有机硅凝胶内气泡缺陷对放电特性的影响,制备了指定位置含有气泡的有机硅凝胶实验样品,提出了有机硅凝胶内部气泡含量的量化方法,面向器件运行条件下所承受的正极性重复方波电压工况,建立了基于局部放电电流脉冲测量方法的有机硅凝胶局部放电特性实验平台,提出了方波电压下放电电流脉冲的准确测量与提取的方法,通过实验获得了有机硅凝胶内气泡含量对局部放电分布特性及电流脉冲波形参数的影响规律,并给出了气泡对有机硅凝胶局部放电特性的影响机理的定性解释。结果表明:正极性重复方波电压下,有机硅凝胶的局部放电起始电压与熄灭电压均随气泡含量的增加而显著下降,反向放电比例随气泡含量的增加而增加,脉冲上升时间、下降时间随气泡含量的增加而减小。该文成果可为IGBT器件有机硅凝胶灌封工艺的改进提供指导,并为有机硅凝胶气泡含量检测奠定基础。
关键词
igbt器件绝缘
有机硅凝胶
气泡
正极性重复方波电压
局部放电
Keywords
igbt
module insulation
silicone gel
void
positive repetitive square wave voltage
partial discharge
分类号
TM211 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
弹性压接型IGBT器件封装结构对芯片内部电场的影响研究
刘招成
崔翔
李学宝
刘相辰
李超
赵志斌
金锐
唐新灵
和峰
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
2
高压器件封装用有机硅凝胶内气泡对其正极性方波电压下放电特性的影响
李学宝
刘相辰
刘思佳
赵志斌
崔翔
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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