IGBT失效，“宇宙射線(xiàn)”的鍋？

IGBT失效或者說(shuō)功率器件失效是系統中最常出現的失效模式，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(guò)流？過(guò)壓了？過(guò)溫？？？這些都是表象，再往里分析是軟件問(wèn)題？還是電路問(wèn)題？是生成安裝問(wèn)題？還是工藝流程問(wèn)題？如果你沒(méi)點(diǎn)時(shí)間沒(méi)點(diǎn)經(jīng)驗沒(méi)點(diǎn)部門(mén)配合分析.....一圈下來(lái)很是費勁，經(jīng)常會(huì )大家開(kāi)玩笑的說(shuō)是“宇宙射線(xiàn)”吧？

剛開(kāi)始工作時(shí)會(huì )覺(jué)得這是玩笑，“宇宙射線(xiàn)”帶著(zhù)引號，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(shuō)點(diǎn)理由了。

首先：什么是宇宙射線(xiàn)？

宇宙射線(xiàn)是奧地利物理學(xué)家維克托.弗朗西斯.赫斯于1912年發(fā)現的。宇宙射線(xiàn)是來(lái)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，這里的輻射是粒子的高速運動(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 )對我們的功率器件產(chǎn)生一定影響。

其次：宇宙射線(xiàn)如何影響功率器件？

宇宙射線(xiàn)中的中子和質(zhì)子會(huì )與半導體中的硅碰撞產(chǎn)生帶電粒子，如果半導體器件剛好工作在關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)半導體內部有空間電荷區，如果空間電荷區的場(chǎng)強太大，導致帶電粒子加速運行，就會(huì )碰到或者說(shuō)沖擊硅晶核，導致更多的帶電粒子加速運動(dòng)，從而產(chǎn)生很大的電流。這就失控了，而這個(gè)過(guò)程比器件由于短路而失效的速度要快一到兩個(gè)數量級。

最后：哪些情況下宇宙射線(xiàn)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、功率器件參數選擇要留有一定余量；

第三、功率器件個(gè)頭別太大，目標太明顯就容易被擊中；

第四、結溫不要過(guò)低；

第五、找個(gè)靠譜的廠(chǎng)家，因為宇宙射線(xiàn)更多是與功率模塊的制造相關(guān)的。

總結： 如果在實(shí)驗室做實(shí)驗炸了請最好不要找宇宙射線(xiàn)背鍋，如果在高海拔高寒環(huán)境做實(shí)驗可以想想。