[发明专利]IGBT模块早期失效检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电子制造领域，特别涉及一种IGBT模块早期失效检测方法。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）具有高频率、高电压、大电流、尤其是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行业中。

目前，国内IGBT模块的产业正处于发展阶段，中小功率等级的IGBT模块测试技术较为成熟，但高压大功率等级的IGBT模块生产测试正处于发展的起步阶段。

据工程应用反馈的情况表明，在工程应用中，高压大功率IGBT的故障损坏率比小电流的高很多，据不完全统计，中高压变频器因IGBT失效而导致故障占90%以上，而且年故障率较高。大功率IGBT的可靠性问题引起了国内相关行业的关注，提高大功率IGBT的可靠性已经至关重要。

通常大部分厂商都按照例行试验的标准进行IGBT电气参数的检测，利用长时间（通常1000小时）型式实验来检验IGBT模块的可靠性，但是这种检测的缺点在于：

（1）大功率IGBT模块的价格高，完成长时间试验后的IGBT不可以再销售，成本高；

（2）用于检验模块可靠性的型式实验需要1000小时，实验周期过长；

（3）生产中不能对所有的IGBT模块进行检验，不能检控所有的IGBT模块的可靠稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种可靠性高、检测周期短、可大规模进行检测的IGBT模块早期失效检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种IGBT模块早期失效检测方法，对IGBT模块进行高温阻断检测，如果不满足第一条件，则判定为早期失效，其中，所述第一条件是指：10~50分钟的检测时间内，IGBT模块的阻断漏电流小于100mA，变化率小于100%。

作为本发明的进一步改进，所述检测方法还包括对满足第一条件的IGBT模块进行局部放电试验，以检验IGBT模块长时间运行绝缘特性。

作为本发明的进一步改进，在所述局部放电试验中，如果不满足第二条件，则判定为早期失效，其中，所述第二条件是指：所述IGBT模块局部放电量小于10pC。

作为本发明的进一步改进，所述检测方法还包括对满足第一条件的IGBT模块进行绝缘测试检验。

作为本发明的进一步改进，所述IGBT模块包括导热底板和电极，在所述的绝缘测试检验中，通过测试IGBT模块电极和导热底板之间的绝缘，要求所述电极对导热底板承受的绝缘电压大于1分钟。

与现有技术相比，本发明在10~50分钟内，对IGBT模块进行高温阻断检测，如果在该时间段内，不满足IGBT模块的阻断漏电流小于100mA，变化率小于100%，则判定为早期失效。由于检测的时间只有10~50分钟，检测周期大大缩短，所以在生产过程中可以实现对所有的IGBT模块进行检测，同时，检测过的IGBT模块可以继续使用，进而大大降低了成本。

具体实施方式

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR（Giant Transistor，电力晶体管）的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT模块，一般包括导热底板、绝缘层、芯片以及电极，其中，绝缘层形成于导热底板和芯片之间，电极电性连接于芯片上。整个IGBT模块可以安装于散热器上。

IGBT模块在生产过程中一般要进行严格的检测，检测合格后才能出厂。通常的检测方法包括：高温阻断检测、绝缘测试、局部放电试验等。

高温阻断检测通过试验用以筛选早期失效的IGBT模块；绝缘测试用以检验IGBT模块的绝缘性能；局部放电试验用以检验IGBT模块长时间运行的绝缘特性。