Vieillissement des connexions dans les modules de puissance : approche expérimentale et numérique

Guillaume Pellecuer (1, 2) , François Forest (1) , Jean-Jacques Huselstein (1) , André Chrysochoos (2) , Tarik Madani (2)

1 GEM - Groupe énergie et matériaux
2 ThM2 - ThermoMécanique des Matériaux

Cet article propose une approche expérimentale et numérique du vieillissement des wire-bonds au sein des modules de puissance à semi-conducteurs. Des essais de vieillissement en cyclage thermique sont effectués sur des modules types pour récolter des données en fonction de l'amplitude et de la fréquence de ce cyclage. L'amplitude est limitée à des valeurs inférieure à 50 • C, domaine dans lequel les dégradations observées se résument au décollement des wire-bonds. Ces tests permettent d'alimenter le volet numérique de l'étude dont l'objectif est de construire une méthodologie de modélisation thermo-mécanique visant à établir la distribution des contraintes puis des éventuels endommagements dans ces wire-bonds, de comportement thermo-élasto-plastique. Une approche expérimentale complémentaire est également présentée. Elle est basée sur des éprouvettes de test spécifiques, beaucoup plus simples à mettre en oeuvre et à instrumenter que des modules de puissance.

Mots clés: Wire-bonds.; Fatigue thermo-mécanique; Cyclage thermique; Modules de puissance; Fiabilité

Domaines: Energie électrique

Guillaume Pellecuer, François Forest, Jean-Jacques Huselstein, André Chrysochoos, Tarik Madani. Vieillissement des connexions dans les modules de puissance : approche expérimentale et numérique. 3ème Symposium de Génie Electrique, Université de Lorraine [UL], Jul 2018, Nancy, France. pp.3 - 5. ⟨hal-02958017v2⟩