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內(nèi)容簡介

　　《IGBT疲勞失效機理及其健康狀態(tài)監(jiān)測》通過詳細(xì)分析IGBT芯片與封裝疲勞失效機理，在研究失效特征量隨疲勞老化時間變化規(guī)律的基礎(chǔ)之上，通過將理論分析與解析描述相結(jié)合，建立了IGBT相關(guān)電氣特征量的健康狀態(tài)監(jiān)測方法，對處于不同壽命階段的IGBT器件健康狀態(tài)進行有效評估?！禝GBT疲勞失效機理及其健康狀態(tài)監(jiān)測》可作為從事電力電子技術(shù)理論與工程的技術(shù)人員的參考書，也可作為電力電子與電力傳動專業(yè)的本科生？碩士和博士研究生，以及從事電力電子器件方面研究的師生與研究人員的參考書。

作者簡介

　　肖飛，專注于電力電子與電能變換領(lǐng)域基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和重大裝備研制，主持和參與了國家973、國家自然科學(xué)基金、國防重大裝備研制等30余項重大科研項目，取得了一批具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性成果。主持國家973項目“大功率全控型電力電子器件失效機理及盡限應(yīng)用”研究。針對綜合電力系統(tǒng)和電磁發(fā)射系統(tǒng)的需求，建立了大功率電力電子器件脈沖瞬態(tài)動力學(xué)表征模型，揭示了器件嚴(yán)苛條件下的失效機理，開創(chuàng)性地提出了一種基于熱平衡的電力電子器件盡限應(yīng)用設(shè)計方法，為艦船電能變換裝置的精準(zhǔn)可靠設(shè)計奠定了重要基礎(chǔ)。

圖書目錄

目錄
序
前言

第1章緒論
1.1 IGBT失效機理
1.1.1 IGBT缺陷失效
1.1.2 IGBT隨機失效
1.1.3 IGBT疲勞失效
1.2 IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
1.2.1 基于IGBT結(jié)溫的健康狀態(tài)監(jiān)測方法
1.2.2 基于IGBT導(dǎo)通電阻與熱阻的健康狀態(tài)監(jiān)測方法
1.2.3 基于IGBT壽命預(yù)測的健康狀態(tài)監(jiān)測方法
1.3 研究現(xiàn)狀小結(jié)
1.3.1 IGBT失效機理研究方面
1.3.2 IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法研究方面
1.4 本書的主要內(nèi)容及章節(jié)安排
參考文獻(xiàn)

第2章 IGBT器件及其工作機理
2.1 IGBT基本結(jié)構(gòu)
2.2 IGBT制造工藝
2.3 IGBT工作機理
2.4 IGBT發(fā)展歷程
2.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

第3章 IGBT失效模式及其失效機理
3.1 IGBT主要應(yīng)用對象及其工作特點
3.2 IGBT主要失效模式與失效機理
3.2.1 IGBT缺陷失效模式與機理分析
3.2.2 IGBT隨機失效模式與機理分析
3.2.3 IGBT疲勞失效模式與機理分析
3.3 疲勞失效實驗方法
3.3.1 IGBT電熱應(yīng)力與功率循環(huán)疲勞老化
3.3.2 IGBT疲勞老化變異特征檢測與分析
3.3.3 IGBT疲勞老化特性綜合記錄處理
3.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

第4章與芯片相關(guān)的疲勞失效機理
4.1 界面疲勞失效機理
4.1.1 柵極Al-SiO2界面
4.1.2 柵極Si-SiO2界面
4.1.3 發(fā)射極Al-Si界面
4.2 硅材料疲勞失效機理
4.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

第5章與封裝相關(guān)的疲勞失效機理
5.1 Al金屬薄膜電遷移效應(yīng)分析
5.2 電化學(xué)腐蝕分析
5.3 Al金屬層表面重構(gòu)分析
5.3.1 表面重構(gòu)原因
5.3.2 表面重構(gòu)機理
5.4 芯片與襯底焊料層疲勞失效
5.4.1 焊料層疲勞失效微觀觀測分析方法
5.4.2 器件內(nèi)部各層溫度場實驗測量
5.4.3 焊料層疲勞失效機理
5.5 鍵絲疲勞與翹起失效
5.5.1 鍵絲根部斷裂疲勞失效機理
5.5.2 鍵絲焊盤剝離疲勞失效
5.5.3 鍵絲與焊料層兩種主要失效模式之間的耦合關(guān)系分析
5.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

第6章基于芯片疲勞失效機理的健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.1 基于閾值電壓的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.1.1 IGBT閾值電壓疲勞變化規(guī)律建模與分析
6.1.2 IGBT閾值電壓健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.2 基于集電極漏電流的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.2.1 IGBT集電極漏電流疲勞變化規(guī)律建模與分析
6.2.2 IGBT集電極漏電流健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.3 基于關(guān)斷時間的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.3.1 IGBT關(guān)斷時間疲勞變化規(guī)律建模與分析
6.3.2 IGBT關(guān)斷時間健康狀態(tài)監(jiān)測方法
6.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)

第7章基于封裝疲勞失效機理的健康狀態(tài)監(jiān)測方法
7.1 基于熱阻的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
7.1.1 焊料層空洞有限元建模及其對熱阻的影響
7.1.2 基于熱阻的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
7.2 基于集射極飽和壓降的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
7.2.1 IGBT集射極飽和壓降隨封裝疲勞的變化規(guī)律
7.2.2 基于集射極飽和壓降的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
7.3 基于結(jié)溫的IGBT健康狀態(tài)監(jiān)測方法
7.3.1 基于IGBT關(guān)斷電壓變化率的結(jié)溫監(jiān)測方法
7.3.2 基于IGBT損耗與傳熱特征的結(jié)溫預(yù)測方法
7.3.3 基于結(jié)溫的IGBT失效判據(jù)與壽命預(yù)測方法
7.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)