10.13336/j.1003-6520.hve.20211180
正极性重复脉冲电压下有机硅凝胶-PI界面的沿面放电特性
高压大功率绝缘栅双极型晶体管器件(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件封装绝缘问题已成为高压大功率IGBT器件自主研制的关键制约因素之一.由于器件内部芯片终端钝化层处场强较高,导致钝化层最外层的聚酰亚胺(polyimide,PI)与封装材料有机硅凝胶的界面之间易于发生沿面放电,此位置是弹性压接型IGBT器件封装绝缘薄弱的环节.为此面向IGBT正常运行时所承受的正极性重复方波电压工况,建立了有机硅凝胶-PI界面沿面放电特性试验平台,同步采集放电过程中光脉冲信号以及放电脉冲信号,试验中发现有机硅凝胶-PI界面沿面放电在方波上升沿以及方波的高电平区出现了多次正向放电,同时在方波下降沿以及低电平区出现了多次反向放电.基于测量得到的光电倍增管中检测到的光信号与沿面放电脉冲一一对应关系,提出了提取重叠于方波电压上升和下降过程中的位移电流波形中的沿面放电脉冲的方法,实现了沿面放电脉冲的准确提取.在此基础上,分析了沿面放电脉冲的波形参数及放电瞬时电压的统计特性,结果表明,不同电压周期中的沿面放电脉冲时间参数具有统计独立性,即各个周期的沿面放电过程相互独立,随着外施电压升高,放电次数以及脉冲幅值均增加.最后,结合放电脉冲特性,给出了正极性重复方波电压作用下有机硅凝胶与PI材料沿面放电特性的定性机理解释.
正极性重复方波、有机硅凝胶、聚酰亚胺、沿面放电、放电脉冲
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国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项
2022-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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