Bestimmung der Alterung der AVT von Leistungshalbleitern durch Auswertung der Magnetfeldsignatur

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerd Griepentrog
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 423760882

• Erstellungsjahr: 2022

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Dieses Projekt hatte zum Ziel, den Einfluss von Chiplot- und Bonddrahtalterung auf die Magnetfeldverteilung um einen Leistungshalbleiter zu untersuchen und die Detektierbarkeit von Alterungsmechanismen durch Vermessung des Magnetfeldes zu ermitteln. Dazu wurden Samples, bestehend aus einem einzelnen IGBT auf DCB gefertigt und vermessen. Zunächst wurde durch eingebrachte, isolierende Schichten unterhalb des Lotes der Einfluss von Chiplotunterbrechungen auf die B-Feld Verteilungen ermittelt. Anschließend wurden 40 intakte Samples durch Laswechseltests künstlich gealtert um ein realistischeres Schadensbild zu erzeugen. Der Einfluss der aufgetretenen Alterungseffekte auf die Magnetfeldverteilung wurde vermessen und ausgewertet. Auf Basis einer analytischen Bonddrahtbeschreibung wurde ein Ansatz entwickelt um die Bonddraht-Stromverteilung auf Basis von gemessenen Magnetfeldwerten abzuschätzen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• ”Alterungsbestimmung von Leistungselektronik Aufbau-Verbindungstechnik durch Auswertung der Magnetfeldsignatur”, DE10 2018 131 644.5, 10.06.2020
  G. Griepentrog und M. Wolff
  
• "A New Approach for Detection of Aging of Power Modules by Evaluation of the Magnetic Field”. In: PCIM Europe digital days 2021; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. 2021, pp. 1–8
  M. Wolff und G. Griepentrog
  
• ”Determination of Ideal Magnetic Sensor Arrangements for Health Monitoring of Power Electronic Modules”. In: PCIM Europe 2022; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. 2022, pp. 1-6
  H. Huai, M. Wolff, N. Naserizaker, E. Ehret, G. Griepentrog und J. Wilde
  
• ”The Impact of Power Cycling Induced Degradation Mechanisms on the Magnetic Field Signature of IGBTs”. In: PCIM Europe 2022; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management. 2022, pp. 1-6
  M. Wolff und G. Griepentrog