土壤源热泵岩土热物性测试的参数分析

钻孔周围岩土热导率、单位体积定压热容与钻孔内热阻是土壤源热泵地埋管换热器设计的主要参数。采用基于线热源理论的参数估计法计算岩土热物性参数,对理论值施加高斯噪声扰动得到不确定因素影响的模拟值。通过数量级比较和参数估计法处理理论值和模拟值,分析各参数间的相互影响。岩土的单位体积定压热容对钻孔周围岩土热导率的影响较小,钻孔周围岩土热导率对其他两个参数的影响较大。     

散热底板对IGBT模块功率循环老化寿命的影响

功率半导体模块通常采用减小结壳热阻的方式来降低工作结温,集成Pin-Fin基板代替平板基板是一种有效的选择。两种封装结构的热阻抗特性不同,可能对其失效机理及应用寿命产生影响。针对平板基板和集成Pin-Fin基板两种常见车规级IGBT模块进行了相同热力测试条件（结温差100 K,最高结温150℃）下的功率循环试验,结果表明,散热更强的Pin-Fin模块功率循环寿命低于平板模块。失效分析显示,两者失效模式均为键合线脱附,但Pin-Fin模块的键合失效点集中在芯片中心区域,而平板模块的键合失效点则较为分散。基于电-热-力耦合分析方法,建立功率循环试验的有限元仿真模型,结果表明,Pin-Fin模块的芯片温变梯度更大,芯片中心区域键合点温度更高,使芯片中心区域的键合点塑性变形更大,导致其寿命较平板模块更短,与试验结果吻合。     

基于线热源理论的岩土热响应测试研究现状

地源热泵是可再生能源在建筑物空调中的重要利用形式。岩土热物性是地源热泵地埋管换热器长度设计的主要因素,对于大型埋管系统需要进行热响应测试。回顾了热响应测试的基本原理,介绍了常用的线热源模型及相应的数据处理方法,总结了热响应测试存在的主要问题,并对热响应测试的未来进行了展望。     

SiC MOSFET栅极电参数退化机理及耦合关系

栅极一直是SiC MOSFET可靠性研究的重点,栅极老化过程中电参数之间的耦合关系对栅极可靠性研究有至关重要的作用。为此,搭建了能够同时监测阈值电压和栅极漏电流的高温栅偏(HTGB)试验平台。研究了HTGB下阈值电压和漏电流的退化趋势和影响,基于氧化层注入电荷量深入分析了两者之间的耦合关系。结果表明,热应力对载流子隧穿影响较为明显,对陷阱捕获的载流子影响相对较小,而场强则对两者均具有显著的影响。此外,提出了减小阈值电压漂移对SiC MOSFET均流特性影响的方法,指出了栅极漏电流下降现象的本质是栅极陷阱充电,并给出了栅极老化过程中漏电流失效基准值选取的方法。该研究结果为深入理解SiC MOSFET的栅极失效机理提供了理论指导。     

IGBT模块焊层的被动热循环可靠性分析

有众多基于加速试验与数学模型研究焊层可靠性的方法被报道，但是这些方法对模块各焊层间的差异及失效机理认知不足.基于某款绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)模块为研究对象，通过设计被动热循环(TC)加速试验，结合精细超声扫描(scanning acoustic microscope, SAM)的方法高效评价了不同焊层的TC耐热疲劳可靠性.结果表明，该封装体系下母排焊层的可靠性最差，衬板的可靠性最高.在热应力及化学势作用下，镀层中磷的相对含量及界面金属间化合物的厚度逐渐增加引起界面结构不匹配性增强，导致界面裂纹的萌生和生长，其中镀层结构的变化起主导作用.