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IGBT属于复合器件，有MOS器件高速开关和低电压驱动特点， 可以承受高电压和大电流，并且关断延迟时间短，在工业控制领域有广泛的应用，比如高频焊接，逆变器，交流电动机调速， 变频器，电动汽车， UPS，智能家电等。但IGBT 容易损坏，在应用时要注意保护。
. H0 Q7 d* A* ~6 UIGBT的失效模式
/ O4 P- _4 O) |- L判断IGBT的失效模式一般是根据失效特征，结合器件的结构，模拟结果等进行判断。" W# Z0 W/ T4 \# M7 ]$ ?
$ \- P+ l9 ^9 s9 f
1. 过电应力（过压/过流）
7 [+ f% L6 v O: }1 @IGBT运行超出安全工作区，异物引起短路，地线及电源系统产生的电浪涌，烙铁漏电，仪器或测试台接地不当产生感应电浪涌等，都可以引起电过载失效。
0 D1 ~/ q7 x7 n+ d对于静电损伤，不仅有PN结劣化击穿，表面击穿等高电压小电流型失效模式，也有金属化，多晶硅烧毁等大电流模式。# g6 A! f* H: e
1 C% U! r, i) G( K+ [% o
Gate –emitter过压9 L7 q3 e7 z! J F- C+ y
典型特征：芯片表面出现比较浅的熔化区域，或者在栅极的pad附近出现较小的熔化区域，这种过压的原因很可能是ESD损伤，如果熔化烧毁的区域较大，则不是ESD的典型特征。# {8 h6 d8 Q; `7 A; s
4 Z4 P8 a% K7 K m0 Q7 \. |. I
Collector –emitter过压
; S. ?8 X, X. e' M+ W+ D" W$ R典型特征：在保护环（guard ring）与IGBT单元之间出现点状熔化区域，或者是在保护环上出现熔化区域。- H/ H( u3 Y" J7 M+ a, f) T+ C
( D- S* E/ e; p z- @0 N0 C超出反偏安全工作区（RBSOA）! O4 G: A/ C: h0 n: |) x
典型特征：在芯片表面的IGBT单元上出现一个较深的，由于熔化而产生的洞，一般是由于关断电流过大，或者IGBT在较高的结温下工作而击穿。( k0 [2 W7 G% Q6 d/ G8 I+ V/ q, z( O2 b
+ [! R! W0 }& J$ [, \ ?* M. m, I Q反向恢复二极管(FWD) 超出SOA! v# T8 k6 ]2 b+ f* }
典型特征：二极管的阳极区域出现由于熔化产生的洞。
, q, z! {3 B2 |: i; t( A4 R& z# Q
2. 过热损伤：
) H. g5 w& {) n3 w超出IGBT 承受范围的温度，导致焊料，芯片表面保护层，以及铝层熔化。
M9 ]( b6 x7 q, ?典型特征：IGBT上出现较多的分离的，大面积的铝层熔化，芯片下方的焊料有熔融再
" u7 ~1 N* o- u5 l& I* ^流的痕迹， 如球状焊珠。
6 e0 t* A/ A3 n" V4 B+ R, K" m" ]- g* F. }+ w/ \3 j
3. 机械损伤：
8 V, B" E/ M, b$ H3 Q振动失效：# \( N% e9 V9 A+ y& E* J# N6 U
典型特征：焊线断裂，并伴有焊线熔断。' {0 g* ^8 P& S
安装损伤：( J/ n0 \& x* C: V2 t5 E9 z _
典型特征：基板上有机械损伤痕迹，陶瓷基片上出现裂纹。
6 W/ {9 o6 a% `
5 F8 p' H. i! z5 K0 X5 U, x- |4. 器件本身缺陷：
' b1 B3 z. [2 Y绝缘失效：
' P z$ Z2 Z& u J/ E典型特征：在硅胶覆盖的铜基材之间出现跳火痕迹，有可能是由于硫的引入生成硫化铜，通过生长使得相邻的铜材之间短路，降低耐压，最终产生跳火现象。原因可能是器件生产过程中的污染引起。
' P8 M+ v8 V9 k% c
7 V; @2 @" C8 P0 i" m- P0 H" N5. 器件老化：
1 A2 ?! D+ B# S2 Y8 u* g) K典型特征：铝线脱落，焊接区域出现分层，一般是由于器件达到了设计使用寿命极限。
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发表于 2022-3-21 14:01
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