专利名称：Igbt模块早期失效检测方法
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(I)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，成本闻;(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1(T50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I分钟。与现有技术相比，本发明在1(T50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1(T50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。
具体实施例方式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；M0SFET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。本发明实施例公开了一种IGBT模块早期失效检测方法，主要包括对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%。通过上述方法不但可以筛选出早期失效的IGBT，而且可靠性高，由于检测的时间只有2(T50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。下面对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例中，IGBT模块早期失效的检测方法具体包括(I)对IGBT模块进行高温阻断检测；高温阻断检测中，通过试验筛选前期失效IGBT，如果不满足第一条件，则判定为早期失效，其中，第一条件是指在试验规定时间(1(T50分钟)内IGBT模块的阻断漏电流〈100mA，变化率〈100%。通过该手段筛选出的产品，失效率低于千分之一，准确率高、实验周期短。由于试验周期短，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。2、对IGBT模块进行绝缘测试检验；在优选实施例中，绝缘测试检验IGBT模块的绝缘性能，通过测试IGBT模块电极和、导热底板之间的绝缘，要求IGBT的电极对导热底板承受的绝缘电压大于I分钟。3、对IGBT模块进行局部放电试验；局部放电试验用以检验IGBT模块长时间运行绝缘特性，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。检测局部放电量可以检测出高压IGBT模块在长时间工作中失效的可能性，如果局部放电量大，在长时间工作中，高压IGBT模块内部的绝缘物质会被高压慢慢电解，最终导致IGBT器件损坏。限制为IOpC可以使得IGBT模块达到最长的工作寿命。4、对IGBT模块进行平面度测试；平面度测试是检验IGBT模块的导热底板在安装条件下与散热器是否紧密接触。综上所述，本发明在1(T50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1(T50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。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图
标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
权利要求
1.一种IGBT模块早期失效检测方法，其特征在于对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1(T50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%。
2.根据权利要求I所述的IGBT模块早期失效检测方法，其特征在于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。
3.根据权利要求2所述的IGBT模块早期失效检测方法，其特征在于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。
4.根据权利要求I所述的IGBT模块早期失效检测方法，其特征在于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。
5.根据权利要求4所述的IGBT模块早期失效检测方法，其特征在于所述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I分钟。
全文摘要
本发明公开了一种IGBT模块早期失效检测方法，包括对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%。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。
文档编号G01R31/26GK102749569SQ20121025560
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者张强 申请人:西安永电电气有限责任公司