功率模块常见的失效模式有哪些？

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IGBT属于复合器件，有MOS器件高速开关和低电压驱动特点， 可以承受高电压和大电流，并且关断延迟时间短，在工业控制领域有广泛的应用，比如高频焊接，逆变器，交流电动机调速， 变频器，电动汽车， UPS，智能家电等。但IGBT 容易损坏，在应用时要注意保护。​
IGBT的失效模式​
# S2 n- x% \$ P/ `8 ?. a; l判断IGBT的失效模式一般是根据失效特征，结合器件的结构，模拟结果等进行判断。​

5 P2 S: Y# m8 t9 ]" C3 c1. 过电应力（过压/过流）​
IGBT运行超出安全工作区，异物引起短路，地线及电源系统产生的电浪涌，烙铁漏电，仪器或测试台接地不当产生感应电浪涌等，都可以引起电过载失效。​
对于静电损伤，不仅有PN结劣化击穿，表面击穿等高电压小电流型失效模式，也有金属化，多晶硅烧毁等大电流模式。​

: w1 P8 Q  I4 J& r' ?* xGate –emitter过压​
" j9 J, ]0 h8 ~/ j  E3 Y典型特征：芯片表面出现比较浅的熔化区域，或者在栅极的pad附近出现较小的熔化区域，这种过压的原因很可能是ESD损伤，如果熔化烧毁的区域较大，则不是ESD的典型特征。​
& E; X% P' g! G) {& w& r# M
0 `: G7 e0 N7 A: u* s. \6 C) fCollector –emitter过压​
- P3 b. \3 \! m/ A3 K典型特征：在保护环（guard ring）与IGBT单元之间出现点状熔化区域，或者是在保护环上出现熔化区域。​
% R$ O* g) c; a& R! F: X
7 Y& \8 X3 C7 _  J+ f超出反偏安全工作区（RBSOA）​
典型特征：在芯片表面的IGBT单元上出现一个较深的，由于熔化而产生的洞，一般是由于关断电流过大，或者IGBT在较高的结温下工作而击穿。​
& Q7 J7 f: u- M( r9 `3 O
反向恢复二极管(FWD) 超出SOA​
典型特征：二极管的阳极区域出现由于熔化产生的洞。​
# Z2 H: u2 f! Y7 r2 ~
9 ~. o6 k; ]& z- t2. 过热损伤：​
9 \7 R# J5 o$ N超出IGBT 承受范围的温度，导致焊料，芯片表面保护层，以及铝层熔化。​
典型特征：IGBT上出现较多的分离的，大面积的铝层熔化，芯片下方的焊料有熔融再​
/ ]# M3 e9 ?# W% `流的痕迹， 如球状焊珠。​
4 N1 H  {) X9 M
3. 机械损伤：​
振动失效：​
* T* x. s$ h# J, w  V3 d) }典型特征：焊线断裂，并伴有焊线熔断。​
$ K4 S  H( |2 J) P* ~安装损伤：​
: ~8 C* K# {1 C+ m典型特征：基板上有机械损伤痕迹，陶瓷基片上出现裂纹。​
. Y" ^: ~  e' z/ T; G0 L
- c" G* S8 |$ e8 q4. 器件本身缺陷：​
绝缘失效：​
2 c: D- e! c/ T5 `4 ?2 V典型特征：在硅胶覆盖的铜基材之间出现跳火痕迹，有可能是由于硫的引入生成硫化铜，通过生长使得相邻的铜材之间短路，降低耐压，最终产生跳火现象。原因可能是器件生产过程中的污染引起。​
! m- v: E$ o  H( a$ d# z2 j
% M. |' x% }3 D5. 器件老化：​
典型特征：铝线脱落，焊接区域出现分层，一般是由于器件达到了设计使用寿命极限。
# k% z( P- m6 `: ]& _
( h! ~! d- k7 P) m+ l+ s

ononsiiii197

反向恢复二极管(FWD) 超出SOA
典型特征：二极管的阳极区域出现由于熔化产生的洞。
应该是阴极更易出现熔洞

Houseefe

终端Guard区域附近不一定是过压失效。有可能也是过流失效。阴极侧的散热情况更好，而阳极侧是铝丝。相比之下，阳极侧更容易出现空洞，还有可能是贯通阳阴极的洞。