在電子元器件的可靠性檢測(cè)中，IGBT 作為電力電子領(lǐng)域的核心器件，其性能異常往往會(huì)對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響。本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)際案例，詳細(xì)解析當(dāng) IGBT 樣品出現(xiàn)下橋臂 ICES 條件下電流異常變大時(shí)，通過(guò)致晟光電Thermal EMMI(熱紅外顯微鏡）手段鎖定問(wèn)題根源。

樣品情況&檢測(cè)需求

此次分享的檢測(cè)的樣品為一個(gè)完整的 IGBT 樣品，出于對(duì)客戶(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)， 未對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆解展示。

IGBT 來(lái)樣圖

從已知信息來(lái)看，樣品內(nèi)部采用硅凝膠進(jìn)行灌膠處理，硅凝膠完全覆蓋了芯片和打線(xiàn)表面。需要注意的是，這種灌膠狀態(tài)會(huì)對(duì)后續(xù)的紅外成像造成一定干擾，使得成像效果不如直接裸露在外的芯片理想。

客戶(hù)端反映該樣品在特定的下橋臂 ICES 條件下，出現(xiàn)了電流異常變大的現(xiàn)象，希望通過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)確定熱點(diǎn)位置，從而為故障分析和問(wèn)題解決提供依據(jù)。

測(cè)試驗(yàn)證：確定樣品電性狀態(tài)

由于樣品是完整的，內(nèi)部打線(xiàn)未進(jìn)行解耦處理，致晟光電測(cè)試工程師決定利用夾具通過(guò)外殼上的 PIN 針對(duì)整個(gè)下橋臂直接上電，進(jìn)行 IV 測(cè)試。IV 測(cè)試的核心目的是驗(yàn)證樣品目前的電性狀態(tài)究竟是短路還是漏電，這對(duì)于后續(xù)的熱點(diǎn)檢測(cè)方案制定至關(guān)重要。

經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試操作和數(shù)據(jù)采集分析，IV 測(cè)試結(jié)果清晰地顯示，該樣品目前處于短路狀態(tài)。這一結(jié)論為后續(xù)的熱點(diǎn)測(cè)試明確了方向 —— 由于樣品存在短路,供電方案需要采用小電壓、大電流的模式，以確保在安全范圍內(nèi)有效激發(fā)熱點(diǎn)。

致晟光電 IV 測(cè)試結(jié)果

熱點(diǎn)測(cè)試：逐步聚焦鎖定異常區(qū)域

在確定樣品為短路狀態(tài)后，測(cè)試人員按照既定的供電思路，為樣品提供 0.5V 的電壓，并將電流限制在 10mA。同時(shí)，利用RTTLIT鎖相技術(shù)，對(duì)樣品進(jìn)行了三分鐘的脈沖供電，隨后得到了一張熱點(diǎn)合成圖。

致晟光電 RTTLIT Thermal EMMI 熱點(diǎn)合成圖（廣角鏡頭）

然而，由于初始觀(guān)察的視野范圍較大，加之硅凝膠對(duì)紅外成像的干擾，此時(shí)的熱點(diǎn)合成圖未能清晰顯示出明顯的異常。但通過(guò)這一步驟，檢測(cè)人員成功鎖定了可能出現(xiàn)問(wèn)題的芯片范圍，為后續(xù)的精細(xì)觀(guān)察奠定了基礎(chǔ)。

為了進(jìn)一步探究熱點(diǎn)細(xì)節(jié)，測(cè)試人員針對(duì)鎖定的熱點(diǎn)位置進(jìn)行放大觀(guān)察。首先使用 0.8 倍鏡進(jìn)行觀(guān)察，但受限于放大倍數(shù)和硅凝膠的影響，仍然無(wú)法清晰觀(guān)察到樣品表面的異常情況。

致晟光電 RTTLIT Thermal EMMI 熱點(diǎn)合成圖（0.8鏡頭）

不過(guò)，測(cè)試團(tuán)隊(duì)并未就此止步，而是繼續(xù)參考之前確定的熱點(diǎn)位置，采用 3 倍鏡進(jìn)行更高倍數(shù)的放大觀(guān)察。

致晟光電 RTTLIT Thermal EMMI 熱點(diǎn)合成圖（3倍鏡頭）

隨著放大倍數(shù)的提升，對(duì)樣品表面細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)更為清晰，盡管硅凝膠的干擾依然存在，但此時(shí)已經(jīng)能夠在樣品表面的熱點(diǎn)位置上觀(guān)察到一個(gè)異色的小點(diǎn) —— 這正是我們苦苦尋找的異常痕跡。

致晟光電 RTTLIT Thermal EMMI 三倍成像圖

既然已確定異常點(diǎn)存在于芯片表面，檢測(cè)團(tuán)隊(duì)判斷無(wú)需依賴(lài)紅外成像，直接通過(guò)圖像拍攝即可清晰呈現(xiàn)該異常。于是，測(cè)試人員直接切換至機(jī)臺(tái)內(nèi)自帶的相機(jī)，對(duì)該熱點(diǎn)位置進(jìn)行針對(duì)性拍攝。機(jī)臺(tái)相機(jī)憑借對(duì)細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)捕捉能力，成功將這個(gè)異色小點(diǎn)的形態(tài)、位置清晰記錄下來(lái)，為后續(xù)分析該異常點(diǎn)的成因（芯片損傷）提供了直觀(guān)且確鑿的圖像證據(jù)。

致晟光電 RTTLIT Thermal EMMI 自有相機(jī)拍攝

通過(guò)這一系列從宏觀(guān)到微觀(guān)、逐步聚焦的檢測(cè)過(guò)程，不僅驗(yàn)證了樣品的電性狀態(tài)，更精準(zhǔn)鎖定了熱點(diǎn)位置并捕捉到異常細(xì)節(jié)，為最終解決樣品的電流異常問(wèn)題提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。

審核編輯 黃宇