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Contribution à l'étude de l'effet du vieillissement de modules de puissance sur leur comportement électrothermique
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Belkacem-Beldi, Ghania |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | Les travaux presentes dans cette these se focalisent sur l'etude de l’effet de degradations des composants de puissance, plus particulierement au niveau de l’environnement proche des puces (metallisations, connexions, brasures puces/DCB), sur le comportement electrique et thermique des puces ainsi que de leur assemblage. Pour ce faire nous avons cherche a etudier la repartition des courants et des temperatures a la surface de la puce a l’aide d’un modele electrothermique 2D distribue. Nous avons aussi evalue l’effet de la degradation des brasures dans le volume de l’assemblage, a l’aide cette fois d’un modele thermique relie a la constitution de l’assemblage. La premiere partie de cette these consiste a mettre en place un modele electrothermique distribue de puce MOSFET, qui tient compte a la fois du caractere distribue de la dissipation de la puissance et du couplage electrothermique en regime transitoire. Ce modele electrothermique s’appuie sur un modele electrique aux variables d’etats et un modele thermique par elements finis couple au modele electrique. Les modeles electriques et thermiques ont ete developpes respectivement sous Matlab et sous CAST3M, et le couplage des deux modeles a ete fait sous Simulink. Dans une deuxieme partie, pour la validation des resultats des temperatures et pour l’analyse de l’effet du vieillissement et des degradations (sur la distribution et la dynamique de temperature de la surface superieure de la puce), une methodologie de mesure rapide de temperature et un banc experimental pour thermographie infrarouge ont ete mis en place. Les difficultes rencontrees lors des mesures thermiques IR sous variation rapide de la temperature nous ont pousse a envisager d’autres methodes d’analyse thermique. Enfin, nous avons cherche a evaluer la reponse impulsionnelle du composant teste en estimant, par des simulations thermiques, la fonction de transfert dans le domaine frequentiel a l’aide du logiciel COMSOL Multiphysics. Nous avons egalement etudie la pertinence de modeles RC equivalents (reseau RC de Cauer). Ces modeles ont ensuite ete utilises pour rendre compte de differents modes de degradation notamment cette fois au niveau des couches de brasures entre puce et DCB et entre DCB et semelle. Mots clef : Modules de puissance a semi-conducteur, Vieillissement, Metallisation, Modelisation electrothermique, Court-circuit, Distribution de courant et de temperature, Probleme inverse, Camera IR, Reseaux de Cauer. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062685/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
