IGBT失效，“宇宙射線”的鍋？

IGBT失效或者說功率器件失效是系統(tǒng)中最常出現(xiàn)的失效模式，這個(gè)東西好像最容易壞了，不親臨幾次它爆炸的響聲其實(shí)是很難想象它的威力的，由于一炸就面目全非了，所以在功率器件失效分析的時(shí)候會(huì)很頭疼，過流？過壓了？過溫？？？這些都是表象，再往里分析是軟件問題？還是電路問題？是生成安裝問題？還是工藝流程問題？如果你沒點(diǎn)時(shí)間沒點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)沒點(diǎn)部門配合分析.....一圈下來很是費(fèi)勁，經(jīng)常會(huì)大家開玩笑的說是“宇宙射線”吧？

剛開始工作時(shí)會(huì)覺得這是玩笑，“宇宙射線”帶著引號(hào)，但總歸算找出個(gè)可能點(diǎn)，只是它什么時(shí)候發(fā)生哪？ 既然讓它背鍋總的說點(diǎn)理由了。

首先：什么是宇宙射線？

宇宙射線是奧地利物理學(xué)家維克托.弗朗西斯.赫斯于1912年發(fā)現(xiàn)的。宇宙射線是來自外太空的高能粒子輻射，這里的輻射可不是電磁輻射，聲明電磁輻射是波的傳導(dǎo)，這里的輻射是粒子的高速運(yùn)動(dòng)，宇宙中的粒子就比較多了，比如質(zhì)子、中子、電子、原子等等。這些粒子在宇宙中很多，由于地球有大氣層所以只是一小部分會(huì)到達(dá)地球表面。在此感謝大氣層。但是這一小部分輻射確實(shí)也會(huì)對(duì)我們的功率器件產(chǎn)生一定影響。

其次：宇宙射線如何影響功率器件？

宇宙射線中的中子和質(zhì)子會(huì)與半導(dǎo)體中的硅碰撞產(chǎn)生帶電粒子，如果半導(dǎo)體器件剛好工作在關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)半導(dǎo)體內(nèi)部有空間電荷區(qū)，如果空間電荷區(qū)的場強(qiáng)太大，導(dǎo)致帶電粒子加速運(yùn)行，就會(huì)碰到或者說沖擊硅晶核，導(dǎo)致更多的帶電粒子加速運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生很大的電流。這就失控了，而這個(gè)過程比器件由于短路而失效的速度要快一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

最后：哪些情況下宇宙射線會(huì)造成功率器件的失效？

第一、別離它太近呀，海拔高的地方要小心使用；

第二、功率器件參數(shù)選擇要留有一定余量；

第三、功率器件個(gè)頭別太大，目標(biāo)太明顯就容易被擊中；

第四、結(jié)溫不要過低；

第五、找個(gè)靠譜的廠家，因?yàn)橛钪嫔渚€更多是與功率模塊的制造相關(guān)的。

總結(jié)： 如果在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)炸了請(qǐng)最好不要找宇宙射線背鍋，如果在高海拔高寒環(huán)境做實(shí)驗(yàn)可以想想。