IGBT模塊常用的可靠性測試方法
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發布日期： 2020.07.04
在上（shàng）文《IGBT結構中可能的失效機理（lǐ）》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（jié）果（guǒ）。但是在器件的使用壽命中，其溫度不是恒定的。根據所施加負載的時間函數，它會周期性（xìng）地加熱和冷卻（què），因此（cǐ）結構（gòu）中的熱-機械應力會相應升高和鬆（sōng）弛。溫度循環和功率循環是兩種不同的方法，都（dōu）試圖模仿這種（zhǒng）周期性負載。
在（zài）溫度循環，也通常稱為被動循環的情況（kuàng）下，器（qì）件溫度會在低溫和高溫極限之間交替變化。被測器件（DUT）的溫度由（yóu）外部的溫度控製（zhì）環境設置。達（dá）到穩態後，所（suǒ）得的溫度分布在整個封裝結構中（zhōng）是均勻的。JEDEC組織的JESD22-A104標準中描述了溫度循環的過程和參數。由於（yú）測試獨立於被測器件本身，因此測試中重要的參數，例如：溫度（dù）、溫度（dù）、升溫速率、均熱時間、均熱溫度和循環時間，在標準中均已明確定義。此方法通常（cháng）用於測試大表麵的焊接層或膠粘層，例如：陶瓷（cí）基板（bǎn）和金屬底板的焊（hàn）接（jiē）層。但是此測試環境與大電流IGBT模塊以及MOSFET的實際應用條件有很大不同。
使用功（gōng）率循環，通（tōng）常稱為主動功率循（xún）環（huán）測試，可（kě）以通過在有源半導（dǎo）體器（qì）件上（shàng）施加周期性（xìng）的加熱功率來改變器件（jiàn）溫度，從（cóng）而使器件在（zài）兩個加熱（rè）脈衝之間冷卻下來。由於（yú）被測器（qì）件芯片發熱（rè），類似（sì）於真實的應用條件，所得的溫（wēn）度分布不均勻，取決於被測（cè）器件（DUT）結構中不同層的熱阻（zǔ）和所施（shī）加的加熱功率（lǜ），結構中會形成明顯的溫度梯度。這個方法主要用於鍵（jiàn）合線測試，但配合適當的參數設置，也可以測試芯片（piàn）連接的Die Attach層和陶瓷基板與金屬底板之間的（de）焊料層。功率循環（huán）的方（fāng）法由JEDEC組織的JESD22-A122標準定義，但由於該（gāi）標準的通用措辭，因此未定義重要的應用特（tè）定參數。
作者：王剛
文章選自： 數字化工業軟件技術期刊
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