李 辉 刘人宽 王 晓 姚 然 赖 伟

压接型IGBT器件封装退化监测方法综述

李 辉 刘人宽 王 晓 姚 然 赖 伟

（输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学） 重庆 400044）

压接型IGBT器件是智能电网中大容量电力电子装备的基础核心器件，其可靠性直接关系到装备及电网的运行安全，而封装失效是其主要失效模式，封装退化监测是实现其故障诊断、状态预测及智能运维的关键。针对现有研究大多侧重于传统焊接型IGBT器件封装退化监测的问题，该文以压接型IGBT器件为研究对象，首先，介绍压接型IGBT器件封装结构；然后，系统分析微动磨损失效、栅氧化层失效、接触面微烧蚀失效、边界翘曲失效、弹簧失效、短路失效、开路失效共七种封装失效模式及对应的封装退化监测方法，并提出现有监测方法存在的问题；最后，从封装退化表征及评估、非接触式监测、高灵敏度监测三个方面，展望压接型IGBT器件封装退化监测新思路。

压接型IGBT 封装退化监测 失效模式 可靠性

0 引言

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件[1]，具有高输入阻抗和低导通压降的优点。通过将高压IGBT芯片规模化并联，与续流二极管（Freewheeling Diode, FWD）芯片封装成高压大功率IGBT器件，再通过器件串联，即可制造各类大容量电力电子装备，因此大功率IGBT器件是大容量电力电子装备的基础核心器件。随着新能源发电、轨道交通、智能电网、电动汽车等新兴产业的蓬勃发展，IGBT器件得到了前所未有的广泛应用[2-3]。……