基于模块导通电阻的碳化硅MOSFET键合线健康状态评估方法

发布时间：2024-04-24 02:20

　　碳化硅MOSFET (SiC MOSFET)作为第三代半导体产品中的关键器件,在越来越多的领域发挥着至关重要的作用。随着SiC MOSFET的功率越来越大和应用的领域越来越多,SiC MOSFET模块的失效问题亟需重视。首先分析了SiC MOSFET模块工作的原理,讨论了SiC MOSFET模块检测的必要性,然后提出了一种基于模块导通电阻的检测方法,该方法可在不拆开模块封装的情况下对模块键合线的健康状态实现监测。为了验证所提方法的有效性,通过剪断不同数量键合线模拟实际键合线断裂程度,测量了键合线处于不同健康状态下的模块导通电阻,同时对温度和导通电流进行了归一化处理,消除了温度对测量结果的影响。

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【部分图文】：

图1SiCMOSFET等效电路

其中，LG1为栅极内电感，RG1栅极内阻，RBW为键合线电阻，LBW为键合线电感，LS为源极内电感，LD1为漏极内电感，CGD为栅漏杂散电容，CGS为栅源杂散电容，CGD为漏源杂散电容，LG2为驱动电感，RG2为驱动电阻，LD2为负载电感，RD2为负载电阻。2键合线状态监测原理

图2SiCMOSFET内部结构图

键合线脱落主要是由于当模块受热，模块的温度改变，键合线、焊料层和铜板间热膨胀系数不同导致的形变不同，从而产生机械应力。长久的机械应力使键合线脱落或者折断而产生不同程度的受损。有研究表明，键合线的脱落是模块失效的重要原因。当部分键合线脱落时，剩余键合线所承受的电流加大，虽然模块仍可....

图3SiCMOSFET内部原理图

图2SiCMOSFET内部结构图2.2键合线脱落和模块导通电阻的关系

图4Tj与RDS(on)的二次拟合结果(IDS=20A)

同时模块导通电阻还受导通电流的影响，如图5所示，导通电阻随着导通电流的增加而线性增大。图5在不同温度下RDS(on)和IDS的关系

本文编号：3963086