IGBT功率模塊加速老化方法綜述

李亞萍，周雒維，孫鵬菊

（1.重慶大學輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室，重慶400044；2.石河子大學機械電氣工程學院，石河子832000）

IGBT功率模塊加速老化方法綜述

李亞萍1,2，周雒維1，孫鵬菊1

（1.重慶大學輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室，重慶400044；2.石河子大學機械電氣工程學院，石河子832000）

功率變流器的可靠性評估和壽命預測已經成為非常重要的研究課題。IGBT功率模塊的大量使用在諸多領域里越來越廣泛，它們的失效主要由熱機械疲勞引起，而在正常工作運行時，這種疲勞老化過程很漫長。因此，為全面觀察和探究功率模塊的疲勞老化失效過程，需要設計加速老化試驗以縮短研究周期。最普遍的老化試驗方法是對器件施加熱應力和電應力，對器件不斷熱沖擊實現加速老化進程的目的。文中主要歸納分析了各種加速老化方法的目的和差別，并重點總結了功率循環加速老化方法在不同試驗條件、失效方式、試驗持續時間、試驗電路設計、監測的電氣參數和熱參數等方面的不同，目的在于提出加速老化方法的一般步驟和需要考慮的問題。最后根據這些問題對加速老化方法的研究進行了展望，為IGBT功率模塊乃至整個變流器系統的失效機理分析、可靠性分析、壽命預測、健康狀態評估和狀態監測的研究奠定了基礎。

可靠性；功率循環；熱循環；加速老化；先兆參量

引言

隨著半導體技術的發展，IGBT的應用領域也在不斷拓展，逐漸向大功率以及特殊領域，如新能源發電、機車牽引、艦艇推進系統以及航空航天動力系統等滲透。……