传统IGBT可靠性测试急需变革

　　据Yole Developpement市场调查公司2013年报告，2014年IGBT市场总值将达到43亿美元，比2013年的39亿美元多出40亿美元。而从2011~2018年走势可见，主要驱动力是电动汽车/混合动力(EV/HEV)汽车(如图1)。同时，铁路牵引、可再生能源发电等需要越来越高的可靠性。 可靠性成为功率电力电子器件的关键指标。

　　IGBT等大功率的电力电子器件通常需要大电流，例如地铁需要8A，新能源汽车需要600A，风能需要1500A及以上。同时电力电子器件的可靠性非常关键，例如机车牵引的期望寿命超过三十年，功率器件通常需上万次甚至百万次的功率循环要求，为对新型IGBT等电力子电子器件的可靠性提出了巨大的挑战。

　　“由于功率循环和热量导致与热相关的器件老化降级，容易导致焊线老化降级，金属层错位，焊接失效，硅芯片和基板的分层等问题。”Mentor Graphics公司负责半导体器件热特性评估和热阻测试仪器的市场开发总监John Isaac指出。因此需要在IGBT及模块研制和生产时，采用更精密的实验设备对电力电子器件进行测试。

　　Mentor Graphics的MicReD1500A功率循环测试设备利用MicReD经业界验证的T3Ster瞬态热测试技术，达到了实验室级的精度，具有高准确性。由于独特的结构函数功能，具有实时诊断器件的降级过程和失效原因，因此失效故障分析精准，并可缩短总的测试时间，只需原来测试时间的1/10及以下。由于加热电流达到1500A，并采用3通道的电流结构，因此可以在同一台设备上进行更多的样品测试。