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作品名称：压接式IGBT应力均衡性能优化设计
学校名称：湖南城市学院
参赛队伍：压接式IGBT应力均衡性能优化设计
参赛学生：李亚飞郭小辉杜礼智
指导老师：黄志亮赵志国

详细说明

摘要：绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为典型的一类全控型电压驱动式功率半导体器件，广泛应用于交通牵引、工业变频器及柔性直流输电等高压大容量电力电子领域。近年来，压接式封装技术已应用于高电压和高功率密度的IGBT器件，例如电力机车和高压直流输电的应用场景。与传统的焊接式IGBT相比，压接式IGBT具有双面冷却、更高可靠性和功率密度以及易于串联等优势，应用前景更佳。尽管IGBT相对可靠，然而其可靠性仍然遭遇机械、电、热应力超限导致的诸多挑战。IGBT器件中应力分布均衡性便是关键问题之一。典型的压接式IGBT包含数十个子模组，这些子模组在夹持装置的作用下与上下铜电极紧密接触。铜电极为这些子模块提供电气连接和热传导的通道。应力分布不仅影响每个子模组与两个电极之间的电气接触，而且影响其热传导接触。电、热接触电阻进一步影响电流和温度分布。并且，应力分布会影响IGBT器件的机械可靠性。应力过大可能会导致内部元器件损坏，而接触压力过小则可能会导致热传导效果变差而高温失效。因此，亟需开发一种实用的结构优化设计方法以改善IGBT的应力均衡问题。