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汽車級IGBT模塊失效機理

作者：編輯：來源（yuán）：發布日期： 2020.08.10

IGBT模塊屬於多層封裝結構，各層封裝材（cái）料的熱膨脹係數不同。溫度的波動會（huì）引起熱膨脹係數不同的各層材（cái）料之間的熱失配，從而產（chǎn）生熱應力，其中（zhōng）熱應力集中的部位包（bāo）括：鍵合（hé）線，芯（xīn）片焊層，底板焊層，見如圖1所示的紅色部位。熱應力不斷的循環（huán）累積（jī），首（shǒu）先會（huì）使鍵合線和焊接層產生（shēng）裂紋，終引發鍵合線脫落或焊層大麵積分層導致模塊失效。

因此，為確保IGBT及整個裝置能夠長時間安全可靠運行，需要對IGBT的可靠性進行評估，目前普遍采用的方法有功（gōng）率循（xún）環試驗和溫（wēn）度循環試驗。其（qí）中前者通過對IGBT施加脈衝電流使鍵合點及芯片焊（hàn）層產生溫（wēn）度變化（huà），功率循環（huán）試驗的循環周期很短，通常隻有幾秒鍾，用於驗證鍵合線及芯片焊層的可靠性;後者則通過環境試驗箱對IGBT進行整（zhěng）體的加（jiā）熱和冷卻，使整個模塊產生溫（wēn）度變化，溫度循環試（shì）驗的循環周（zhōu）期相對較長，一般為幾十分鍾，用於（yú）驗證底板焊接層的可靠性。

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