研究目的
通过多目标优化,考虑短时功率循环引起的芯片焊接失效和热循环导致的基板焊料疲劳,以提高IGBT功率??榈目煽啃院褪褂檬倜?。
研究成果
该论文提出了一种新颖高效的方法,通过多目标优化同时考虑功率循环和热循环效应来优化IGBT功率??榻峁?。该方法结合解析热阻计算、高保真有限元建模和基于代理的优化技术,以确定帕累托最优解,在特定条件下显著提升了??榈目煽啃院褪褂檬倜?。
研究不足
本研究仅限于考虑功率循环和热循环效应的IGBT功率模块优化,未涉及其他失效机制和环境条件。实验验证基于特定条件集,可能无法涵盖所有运行场景。
1:实验设计与方法选择
该论文采用多目标优化技术改进IGBT功率??樯杓?。通过实验验证的高保真有限元模型获取塑性功设计参数,并解析计算热阻。
2:样本选择与数据来源
研究聚焦于IGBT功率模块,特别关注其芯片粘接层和基板焊料层。验证数据来源于实验测试与有限元分析。
3:实验设备与材料清单
论文提及使用Ansys 14.5开发的有限元模型分析IGBT??椤>咛宀牧习ü栊酒?、焊料(SAC305)、DCB铜基板、陶瓷(Al2O3)及铜制底板。
4:实验流程与操作步骤
方法包括解析计算热阻、通过有限元分析获取塑性功、采用代理模型构建目标函数与约束条件,并使用NSGA-II算法进行优化。
5:数据分析方法
分析采用Kriging代理模型近似目标函数与约束函数,并运用NSGA-II算法搜索帕累托最优解。
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