IGBT:n elinikä syklisessä invertterikäytössä
Myllymäki, Teemu (2021)
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021052511136
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021052511136
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön aiheena on tutkia IGBT-moduuleille elinikäkerrointa erilaisia elinikämalleja hyväksikäyttäen. Testauksista saatujen tulosten perusteella on tarkoitus kehittää IGBT-moduulin nopeutettua elinikäsykliä, jotta luotettavia tuloksia saataisiin mahdollisimman nopeasti ja löydettäisiin elinikäkiihdytyksessä oikeat vikamekanismit. Tässä opinnäytetyössä käydään läpi IGBT-moduulin vikamekanismeja ja testien järjestelyssä käytettyjä laitteitasekämuita järjestelyjä.
Testissä olevan ehjän moduulityypin liitoslangoille tehtiin vetokoe, jotta nähtiin kirjallisuudesta saatujen vikamekanismien paikkaansapitävyydet. Testauksien tuloksena moduulin odotettiin hajoavan nopeammin kuin normaalissa testiympäristössä johtuen laajemmasta lämpötila-alueesta.Lämpötilan keskiarvolla on oletettavasti enemmän vaikutusta laitteen vikaantumiseen kuin laajemmalla lämpötila-alueen vaihtelulla. Testauksien myötä opimme uutta tietoa liitoslankojen vedon vikamekanismeista ja vetokoneen käytöstä.
Elinikämalleista saatiin myös paljon tietoa ja ymmärrystä siihen, mihin vikamekanismiin mitäkin mallinnusta voidaan käyttää. Arrheniusta voidaan käyttää kemiallisiin reaktioihin ja Coffin-Manson-mallia mekaanisiin rasituksiin. Testituloksien elinikälaskennassa olisi käytetty Arrhenius- ja Coffin-Manson-yhtälöä sekä näiden yhteneviä mallinnuksia, jos laite olisi hajonnut oletetulla aikavälillä.
Testissä olevan ehjän moduulityypin liitoslangoille tehtiin vetokoe, jotta nähtiin kirjallisuudesta saatujen vikamekanismien paikkaansapitävyydet. Testauksien tuloksena moduulin odotettiin hajoavan nopeammin kuin normaalissa testiympäristössä johtuen laajemmasta lämpötila-alueesta.Lämpötilan keskiarvolla on oletettavasti enemmän vaikutusta laitteen vikaantumiseen kuin laajemmalla lämpötila-alueen vaihtelulla. Testauksien myötä opimme uutta tietoa liitoslankojen vedon vikamekanismeista ja vetokoneen käytöstä.
Elinikämalleista saatiin myös paljon tietoa ja ymmärrystä siihen, mihin vikamekanismiin mitäkin mallinnusta voidaan käyttää. Arrheniusta voidaan käyttää kemiallisiin reaktioihin ja Coffin-Manson-mallia mekaanisiin rasituksiin. Testituloksien elinikälaskennassa olisi käytetty Arrhenius- ja Coffin-Manson-yhtälöä sekä näiden yhteneviä mallinnuksia, jos laite olisi hajonnut oletetulla aikavälillä.