從《IGBT的失效模式及其原因--1》中，我們從失效時間分析了IGBT的失效模式及其原因。今天，我們就從IGBT的失效表現(xiàn)形式去分析其失效模式及其原因。

失效表現(xiàn)形式

從失效表現(xiàn)形式來看，IGBT的失效可以分為電氣過載、機械失效和環(huán)境影響三種表現(xiàn)形式。

1）電氣過載 Electrical Over Stress

這種情況是指在測試、生產(chǎn)或應(yīng)用過程中，過壓、過流使IGBT超出了安全工作范圍而導致失效。過壓可以分為門極/發(fā)射極過壓、集電極/發(fā)射極之間的過壓等。過流可以分為短路導致的過流，持續(xù)的負載電流過流，開關(guān)過程中瞬間電流過大等。除了電壓、電流的直接影響，設(shè)計中系統(tǒng)的熱阻RTH(j-a)、NTC熱敏電阻的損耗、實際應(yīng)用中散熱系統(tǒng)的維護處理不當?shù)鹊榷伎赡軙е聼崃康睦鄯e發(fā)生失效。

在電氣過載的不同案例中，相同測試條件下，所表現(xiàn)出的失效狀態(tài)卻不一樣。而失效狀態(tài)相同情況下，對應(yīng)的根本原因卻千差萬別。因此，電氣過載失效時，需要結(jié)合失效狀態(tài)，密切關(guān)注失效率的統(tǒng)計失效時間、位置的統(tǒng)計，從人、機、料、法、環(huán)五個方面來驗證是否有變化導致失效發(fā)生。

2）機械失效 Mechanical Over Stress

機械失效最常見的情況是設(shè)備控制區(qū)塊破裂后模塊的絕緣失效。設(shè)備控制區(qū)塊中的陶瓷一般是氧化鋁或氮化鋁，安裝、運輸過程中操作不當有可能導致陶瓷出現(xiàn)裂紋。

3）環(huán)境影響 Environment

環(huán)境影響可以分為濕氣及冷凝水、灰塵、化學腐蝕等等。以濕氣及冷凝水為例，封裝內(nèi)水分的差異在不同的封裝材料之間有一個平衡的過程。比如，外部的相對濕度較大，經(jīng)過一定的時間，較高的濕度也會穿過硅膠，來到NTC熱敏電阻芯片表面，其表面儲存的水離子會帶來電磁場的變化。