【技术文章】功率循环VS功率循环

针对应用于2兆瓦范围的电力电子系统，当下关注的焦点是采用何种技术以及具有多久的生命周期。

常见的功率半导体模块有两种，一种是传统的焊接键合型功率半导体模块，另一种是具有相同额定功率的压接型功率半导体模块，如图1、图2所示。

预期使用寿命主要由功率循环（PC）进行验证。半导体中的电流变化会导致组装和连接产生温度偏差，上电最初几秒内的热波动使得键合线由于热膨胀而产生微小移动。长远来看，这些移动会导致诸如键合线脱落或在键合点断裂的缺陷。

如果脉冲持续时间延长，结构中各个部件会发热，由于每一层的热膨胀系数不同，会导致机械应力的产生。长期来看，机械应力会导致键合层的分解和分层。最终，接触热阻增加，器件因发热而失效。

压接型结构无需键合线，且不存在大面积焊线，因此，与焊接型结构相比，压接型IGBT理应能允许更多次的功率循环。

然而，图3和图4中相应曲线的比较最初似乎反驳了这一点。

观察图表中80K温度波动下的循环次数，压接型器件是30,000次循环而焊接键合型模块是200,000次循环，为压接型器件的六倍之多。

压接型器件真的过早失效吗？