功率模块封装的电–热–力多目标优化设计

作者：曾正; 李晓玲; 林超彪; 冉立

来源：中国电机工程学报, 2019, 39(17): 5161-5297.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.180965

• 功率模块
• 封装设计
• 电–热–力多物理场
• 多物理场建模
• 多目标优化

随着功率模块的广泛应用和宽禁带器件的快速发展,功率半导体领域急需低感、低热阻和高可靠的功率模块封装理论和方法。针对功率模块内电–热–力的多物理场耦合规律,从电–热、热–力耦合的角度,提出寄生电感、结–壳热阻、功率循环和温度循环寿命的量化表征方法,揭示寄生电感、热阻和可靠性之间的相互制约关系,提出功率模块封装的多目标优化设计方法,并利用快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)进行求解,获得该多目标优化问题的Pareto前沿解。然后,详细分析焊料、陶瓷、基板等常用封装材料对功率模块性能的影响,并获得功率模块封装材料的参数最优配合关系,为功率模块的封装设计提供了新的理论方法。

• 单位
  重庆大学; 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室