IGBT功率模塊結(jié)構(gòu)簡圖:
IGBT的失效形式及其機理主要包含以下兩種:
芯片頂部鋁鍵合線的開裂和翹起。
這種現(xiàn)象是由于電流在導線中流動產(chǎn)生熱量,進而引發(fā)熱沖擊效應(yīng)。這種熱沖擊會導致熱機械應(yīng)變的產(chǎn)生,當這種應(yīng)變達到一定嚴重程度時,就會引起金屬線的翹起和開裂現(xiàn)象。
焊料層的老化。
由于焊接材料具有不同的熱膨脹系數(shù),因此在溫度變化時會在焊料層內(nèi)部產(chǎn)生熱機械應(yīng)變。這種由周期性應(yīng)變引起的焊料疲勞將導致內(nèi)部裂紋的擴散,進而使得熱阻增加。這也解釋了為什么需要對功率器件的熱電阻進行復檢的原因。
總的來說,IGBT的失效形式和機理可以概括為:電流引發(fā)熱沖擊,進而產(chǎn)生機械應(yīng)力,最終導致疲勞老化或失效。
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