压接式IGBT模块具有通流能力大、无焊接点、无引线、低热阻、失效短路等特点,是换流阀中的一个关键性元件,在很多领域,如换流站、电力机车等,有着非常重要的作用。压接式IGBT模块与常规焊接式IGBT模块在封装结构上有较大差异,现有压接式IGBT产品的主要有全压接和弹性压接两种技术方案,其封装工艺在实现方式上也完全不同于常规焊接式IGBT模块。在压接式IGBT的整体制备流程中,对子模组的耐压测试是至关重要的步骤,关系到组装好的压接式IGBT能否正常投入运行。然而,在对压接式IGBT子模组进行耐压测试时,IGBT子模组无法达到芯片的额定水平,出现了电场集中和放电的现象,而单独测试芯片时,芯片能够达到耐压要求,因此考虑存在子模组框架结构引起电场集中问题的可能性,框架结构的缺陷会导致压接式IGBT使用过程中的失效。本论文通过分析压接式IGBT产品子模组结构的优缺点,利用仿真软件COMSOL Multiphysics,建立子模组的仿真模型,进行了电场仿真,总结了现有压接式IGBT子模组可能出现问题的位置,分析出在子模组中造成电场集中和放电现象的原因,然后,改进子模组结构,并且通过仿真验证该结构的有效性,同时调研压接式IGBT管壳和子模组框架绝缘材料的品类和性能,得到了一种结构设计改进方案。
