[发明专利]基于故障物理的功率电子器件失效分析方法

权利要求书

1.基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，包括：

A：通过采用文献调研和实物观察，初步确立功率电子器件的失效部位范围；

B：通过分析步骤A所确定失效范围内功率电子器件内部结构，设计等效电路；

C：通过改变等效电路具体部位参数，分析功率电子器件外特性对功率电子器件模型参数变化的敏感程度，找出显著影响器件动态特性的主导参数，从而找出第一关键失效部位；

D：对步骤C得到的关键失效部位进行验证；具体为：建立功率电子器件三维模型，并采用COMSOL仿真对三维模型进行耦合分析，得到引起功率电子器件失效的第二关键失效部位；若第一关键失效部位与第二关键失效部位一致，则表示所找到的关键部位正确。

2.根据权利要求1所述的基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，步骤A包括：

A1、通过采用文献调研，初步确立功率电子器件发生失效的主要原因为：过电流、过压、结温过高、振动；

A2、通过对功率电子器件的实物进行观察，分析得到功率电子器件的失效部位主要为键合处和焊料层。

3.根据权利要求2所述的基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，步骤B采用二极管的结电容等效表征功率电子器件内部的压控寄生电容来设计等效电路。

4.根据权利要求3所述的基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，步骤C具体包括以下分步骤：

C1：提取功率电子器件等效电路中的模型参数，包括：栅极电容、栅极内阻、剩余载流子寿命；

C2：设计动态测试电路，通过调整等效电路具体部位的参数，观察键合线剥落与未断裂两种情况下集电极电压在开通过程中的三个阶段的变化；

C3：根据键合线剥落与未断裂两种情况下集电极电压在开通过程中的三个阶段的变化，得到衡量功率电子器件是否产生故障的特征量；

C4：根据特征量初步确认引起功率电子器件失效的第一关键失效部位。

5.根据权利要求4所述的基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，步骤C3所述特征量为：栅极电压特性。

6.根据权利要求5所述的基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，步骤C4所述关键失效部位为键合线剥落。

7.根据权利要求4或5所述的基于故障物理的功率电子器件失效分析方法，其特征在于，步骤D还包括：通过改变输入变量的取值，使用COMSOL仿真来对三维模型进行多物理场耦合分析；所述输入变量为温度与输入电压。