反向开关晶体管RSD是一种适用于脉冲功率领域的特殊器件。它是基于可控等离子体层导通原理,具有低功耗和高di/dt耐量高的特点。与电力电子领域相似,近年来脉冲功率领域的也出现了集成化的趋势,这是因为集成模块具有体积小,寄生参数低,可靠性高等特点。由于脉冲功率技术具有高电压、大电流和高重复频率的特点,在此特殊工况下集成模块的可靠性是研究中的重点问题,因此本文在基于RSD的脉冲功率集成模块的基础上对其上的应力进行了分析,其中包括电磁力及热应力。本文在基于RSD的PCB级二次封装集成模块上,通过建立电-热-机械多物理场耦合有限元模型,分析了模块电磁场及温度场分布,讨论了模块中电磁力和热应力的分布情况。仿真结果表明:最大电磁力和热应力出现在与电容管脚相连的焊盘上。电磁力随着电流幅值的增大而增大,热应力随着电流幅值和频率的增大而增大。根据刚性印刷电路板GJB 362B-2009的通用规范,以焊盘的拉脱强度3.45Mpa作为标准,模块所能工作的极限电流在低频下由电磁力决定,在高频下由热应力来决定:本文所用的基于RSD的集成模块工作在100 Hz时脉宽为1μs的电流的峰值极限为3 kA;在10Hz时脉宽为1μs的电流的峰值极限为13 kA;在5 Hz时脉宽为1μs的电流的峰值极限为19 kA。在模块的开通实验中,使用红外热像仪测量模块表面温度,观测到模块的最高温度在RSD上,电容管脚处焊盘的温度升高比其他焊盘高,这与仿真结果较为一致。使用近场探头测量模块上的磁场,靠近磁开关处的磁场比电容处的磁场强,实验结果初步验证了模型分析中的内容。