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如何才能提高IGBT模块测试与故障诊断速度的秘诀
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2020-09-20
杨知学
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电力电子元器件（例如 MOSFET、二极管、晶体管和 IGBT）被广泛用于各种产生、转换和控制电能的场合。由于消费者和工业应用的能源需求不断增加，功率模块制造商所面临的挑战是要在保持高质量和高可靠性的同时，提高最大功率和电流负载能力。例如，铁路牵引应用的预期可靠使用寿命为 30 年，而对于纳入到混合动力和电动车的功率模块以及太阳能和风力涡轮机的能量生产系统而言，则要求循环数达到 50，000 到数百万。随着需求变得越来越紧迫，创新带来了一些新的技术，例如使用具有增强热传递系数的陶瓷基板和带式键合来取代粗封装键合线，以及使用无焊料芯片粘接技术来增强模块的功率循环能力等等。新的基板有助于降低温度，载带可载荷更大的电流，而且无焊料芯片粘接可以是烧结的银，具有特别低的热阻。简言之，就是对热流路径进行了改进。但是，这些系统上的热和热 - 机械应力仍然会造成相关的功率循环和散热故障。这些应力可能会导致很多问题，如封装键合线降级（图 1）、焊接疲劳、叠层分层、芯片或基板破裂。功率循环失效测试的传统工艺需要不断重复且耗时费力，其只能在 “事后” 进行，而且必须在实验室里对封装的内部状况进行分析。
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