Modes de défaillance et fiabilité des modules IGBT en contraintes aéronautiques - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Theses Year : 2007

Failures modes and reliability of IGBT modules in aeronauticals constraints

Modes de défaillance et fiabilité des modules IGBT en contraintes aéronautiques

Abstract

The "more electrical aircraft" target is to replace hydraulics actuators by electricals actuators this is need power interruptors, IGBT module. This choice raises the reliability and durability problematics in severe environment as the motor nacelle (thermal, moisture, ...). The study of the IGBT module fatigue behavior in thermal cycling, moisture and the dynamic comportment study of the assembly could to define the critical failure mode link to the assembly technology (solder). The follow-up of ageing effect on the IGBT module by acoustic scan and electrical us allowed to define the life time in high level termal cycling on which the failure appear. Two IGBT module numerical models, thermal and thermo-mechanical, us allowed to justify the experimental observations and predict from fatigue law the solder life time.
L'objectif de l'avion plus électrique est de remplacer les actionneurs hydrauliques par des actionneurs électriques ce qui nécessite l'utilisation du module IGBT comme interrupteur de puissance. Ce choix pose des questions sur leur fiabilité et leur durée de vie en environnement sévère tel que la nacelle moteur (thermique, humidité,. . . ). L'étude du comportement du module IGBT en contrainte simple, cyclage thermique, humidité ainsi qu'une pré-étude sur le comportement dynamique de l'assemblage ont permis de définir les modes de défaillance critiques liés à la technologie d'assemblage (brasures). Le suivi en vieillissement du composant par analyse acoustique et électrique a permis de définir la durée de vie en cyclage de forte amplitude pour lequel la défaillance survient. Deux modèles numériques du module IGBT, thermique et thermo-mécanique nous ont permis de justifier les observations expérimentales et de prédire, à partir de loi de fatigue, la durée de vie des brasures.
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  • HAL Id : tel-04643910 , version 1

Cite

Tony Lhommeau. Modes de défaillance et fiabilité des modules IGBT en contraintes aéronautiques. Génie mécanique [physics.class-ph]. Institut National Polytechnique (Toulouse), 2007. Français. ⟨NNT : 2007INPT008H⟩. ⟨tel-04643910⟩
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