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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。
4 P3 [: A$ s. h* t: ~! d/ f& qIGBT的失效模式
+ j; Y* T1 H2 k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。
) s& P9 F' C: \7 V; j- O+ y- V- c, t7 k: [" j" I
1. 过电应力（过压/过流）
/ h4 e9 p, F5 {9 O. M2 YIGBT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。
3 k f0 t) f# f! b- E6 i3 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。6 g# C; U; W [ ^
3 M: b: x& H' O: r/ R
Gate –emitter过压: F' q9 @& t0 }% ~: c# }7 _& ]* a
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。
2 x" l- P: b& W% k- i, l+ Y; l
( h( o; c2 ^2 ]0 g$ g8 UCollector –emitter过压/ v5 e. s4 \& \, `0 t
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。4 j) ^ m( K6 Y6 V! G% T! `
7 Q% b( Y& o: G2 T5 Q$ J5 L; i( H8 O超出反偏安全工作区（RBSOA）% u2 ^6 _" T/ g! S2 b! T. q
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。! ~+ q: J$ D% @3 i" I8 U
9 d) h6 }: f1 H
反向恢复二极管(FWD) 超出SOA w2 j0 @ N: g2 w5 B% P# m4 z! x
典型特征：二极管的阳极区域出现由于熔化产生的洞。
( L M6 V2 B5 \8 H+ E- ~* F4 v6 M0 W2 H
2. 过热损伤：8 c M) M) F5 Z+ G# S
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。
* q( b+ ~4 S! 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
) h3 N# ^; |/ T% h6 Q流的痕迹， 如球状焊珠。1 K/ k# h0 @, V5 ~! ?
/ j D) M% _! p* u$ C
3. 机械损伤：
" Y4 b% u6 f, V2 t5 M振动失效：
7 C. ]+ Z8 j0 [/ G典型特征：焊线断裂，并伴有焊线熔断。
3 }) M5 A- {' l& o安装损伤：; i i% A! g4 d4 N: a* l
典型特征：基板上有机械损伤痕迹，陶瓷基片上出现裂纹。
7 W: F2 K! p2 _0 e
+ l/ E- c* t9 K% |8 S( u, N4. 器件本身缺陷：5 Z+ ~& N% ?7 A& _) K
绝缘失效：
: J; S: c& g+ D$ u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。7 t. j. Y, j2 R7 z. M
5 l% p& b) p9 F. _, s6 b
5. 器件老化：" [9 D R. J5 r. d+ B, A
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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