IGBT模塊常用的（de）可靠性測試方法
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發布日期： 2020.07.04
在上文（wén）《IGBT結構（gòu）中可能的失（shī）效機理》中總結的IGBT模塊的失效模式是封裝結構中熱-機械應力的全部結果。但是在器件的使用（yòng）壽命中，其溫度不是恒定的。根據（jù）所施（shī）加負載的時（shí）間函數，它會周期性地加熱和冷卻，因此結構中的熱-機械應力會（huì）相應升（shēng）高和鬆弛。溫（wēn）度循環和功率循環是兩種不同的方法，都試圖模仿這種周（zhōu）期性負（fù）載（zǎi）。
在溫度循環，也通常稱為被動循環（huán）的情況下，器件溫度會在低溫和高溫極限之間交（jiāo）替變化。被測器件（DUT）的溫度由外部的（de）溫度控製環境設置。達（dá）到穩態（tài）後，所得的溫度分布在整個封裝結構中是均勻的。JEDEC組織的（de）JESD22-A104標準中描（miáo）述了溫度循環的過程和參數。由於（yú）測試獨立於被測（cè）器件本身，因此測試（shì）中重要的（de）參數，例如：溫度、溫度、升溫速率（lǜ）、均熱時間、均熱溫度和（hé）循環時間，在標準中均已明確定義。此方法通常用於測試大表麵的焊接層或（huò）膠粘層，例如：陶（táo）瓷基板和金屬底板的焊接層。但是此測試環境與大電（diàn）流IGBT模塊以及MOSFET的實際（jì）應用條件有很大不同。
使用功率循環，通常（cháng）稱為主（zhǔ）動功（gōng）率循環測試，可以通過在有源半導體器件上施加周期性（xìng）的加熱功率來（lái）改變器件溫度，從而使器件在兩個加（jiā）熱脈衝之間冷卻下來。由於被測器件芯片發熱，類似（sì）於真（zhēn）實的應（yīng）用條件，所得（dé）的溫度分布不均勻，取決於被測（cè）器件（DUT）結構中不同層的熱阻和所施加的加熱（rè）功率，結構中會形成明顯的溫度梯度。這個方法主要用於鍵合線（xiàn）測試（shì），但配合適當的（de）參數（shù）設置，也可以測試（shì）芯片連（lián）接的（de）Die Attach層和陶瓷基板與金（jīn）屬底板（bǎn）之間的（de）焊料層。功率循環的方法由JEDEC組織的JESD22-A122標準定義，但（dàn）由於該標準（zhǔn）的通用措辭，因此未定義重要的應用特定參數。
作者：王剛
文章選自： 數字化工業（yè）軟件技術期刊
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