陈红纳，李志刚，梅　霜，田　盛

（河北工业大学 电气工程学院，天津 300130）

IGBT模块键合线故障与门极杂散阻抗的关系研究*

陈红纳，李志刚，梅霜，田盛

（河北工业大学 电气工程学院，天津 300130）

键合线脱落是IGBT芯片一种普遍的失效形式，铝键合线故障在一定程度上会影响门极杂散阻抗。杂散阻抗的改变又会引起门极电信号的变化，因此通过门极测量信号的变化来表征其杂散阻抗的改变，进而判断IGBT芯片是否发生铝键合线脱落故障。对门极杂散阻抗与键合线故障之间的关系进行了研究，为识别IGBT模块铝键合线故障提供了依据。

IGBT；铝键合线；杂散阻抗

0　引言

绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）已成为高频大电流电力电子变换系统中应用最为广泛的一种功率半导体器件。据国外调查显示[1]，在电力电子变换器中功率半导体器件是最脆弱的部分，故障率为31%。运行过程中功率器件损坏主要是由于功率波动导致温度波动产生的热机械应力致使器件及封装的机械形变和疲劳损伤累计[2-3]，最终导致 IGBT器件失效，铝键合线脱落是其最主要的失效模式之一。因此，监测IGBT铝键合线状态即检测其早期故障，是提高其运行可靠性的重要方法。

近年来，国内外对铝键合线失效、状态监测方面已有了大量研究。在失效分析方面，主要是通过仿真研究铝键合线脱落对模块性能的影响[4-6]。在状态监测方面，铝键合线失效首先会影响IGBT模块内部的布局，进而影响其端部特性[7-10]，比如饱和压降、门极信号、阈值电压、关断时间等都可以作为状态监测参量反映器件的老化状态。……