DIPIPM是雙列直插型智能功率模塊的簡稱，由三菱電機于1997年正式推向市場，迄今已在家電、工業(yè)和汽車空調等領域獲得廣泛應用。本講座主要介紹DIPIPM的基礎、功能、應用和失效分析技巧，旨在幫助讀者全面了解并正確使用該產品。

4.4

DIPIPM市場失效分析

本節(jié)是本次DIPIPM系列講座的最后一節(jié)。在開始本節(jié)內容之前，讓我們簡單回顧一下前面章節(jié)的內容，以幫助大家對整個技術講座的內容進行梳理。

總體上，本次講座是按照客戶在應用過程中DIPIPM所處不同產品階段來展開的。第一章介紹了DIPIPM的基礎知識；第二章主要介紹了DIPIPM的產品結構、功能和規(guī)格。第三章側重于介紹DIPIPM的選型、PCB及電路設計、生產注意事項等。第四章主要介紹了DIPIPM的故障分析。DIPIPM在不同的應用階段，可能會碰到不同的問題，例如在PCB生產階段可能會發(fā)生因為設計、工藝控制或靜電等因素導致的DIPIPM失效；在市場可能發(fā)生因設計、電網波動或使用環(huán)境惡劣導致的DIPIPM失效。

相比產線故障，市場發(fā)生的失效更難排查和解決，造成的損失也更大，本節(jié)將主要圍繞如何對市場DIPIPM失效進行分析，側重于介紹DIPIPM市場失效的分析方法。

4.4.1

DIPIPM市場失效分析流程

在發(fā)生DIPIPM市場失效后，客戶通常會急迫地想知道造成失效的原因和解決方法。作為DIPIPM的生產廠商非常理解客戶的迫切心情，同樣想在最短的時間內找到失效原因，并能夠通過改善盡快將DIPIPM的市場失效率降到可以接受的低水平。作為生產廠商通常會從DIPIPM的角度出發(fā)考慮造成失效的原因，這種分析角度可能會忽視整機的應用環(huán)境及其可能造成失效的原因；作為客戶通常會從應用或整機產品的視角去考慮失效原因，這種分析角度可能會忽視DIPIPM作為功率器件在設計應用中需要重點關注的問題點。比較全面的分析方法是既考慮整機和PCB的應用環(huán)境又考慮DIPIPM作為功率器件本身在設計應用中需要注意的重點。下圖1是一種既考慮了整機使用因素又考慮了DIPIPM本身器件特性的典型失效分析流程。

圖1：DIPIPM典型失效分析流程

在DIPIPM的市場失效分析中，由于可能導致失效的原因分布廣泛，具有很大不確定性，且不同的失效因素可能會導致相同的損壞結果，這給失效分析增加了難度。市場失效分析的重點在于找到一條故障線索，這條線索是建立在客觀的證據基礎之上，圍繞這條線索做進一步的分析論證，可以在很大程度上縮短分析時間。反之如果沒有明確線索即進行分析，可能會浪費大量的時間，最終分析結論也未必正確。圖1流程中的失效解析報告和失效信息數據都客觀地反映了失效樣品的損壞情況和失效樣品的應用環(huán)境，這對于找到DIPIPM失效的線索至關重要。下表1給出了一個應用于變頻空調的DIPIPM失效信息統(tǒng)計例。

表1：DIPIPM失效信息統(tǒng)計例

從表1可以判斷出失效發(fā)生的時間、地點、失效空調運行天數、故障現象、失效線路板編號等信息。這些信息與失效原因可能存在千絲萬縷的聯(lián)系，詳細的失效信息匯總有利于快速找到可能導致失效的原因，例如某些失效可能與空調工作模式相關，一般來說如果夏天失效率高而冬天失效很低的話，則失效原因可能與空調器運轉模式有關，可以圍繞制冷工況與制熱工況的區(qū)別展開失效原因排查，相關的測試也相應在制冷模式下進行測試。反之如果測試采用制熱模式，則很難發(fā)現導致失效的原因。

又如，如果DIPIPM失效發(fā)生在整機安裝運行不久則不排除失效與生產相關，如果失效發(fā)生在整機運行數年之后，則失效原因基本可以排除生產問題。作為DIPIPM生產商無法獲得整機市場失效信息，需要整機客戶的大力協(xié)助來完成對這些數據的收集。在確認DIPIPM失效應用環(huán)境的同時，需要把DIPIPM的典型失效樣品進行解析。DIPIPM生產商通常會有專業(yè)的失效分析實驗室。失效樣品解析的目的是對樣品的失效部位、失效形態(tài)進行確認，并對可能的失效原因進行推斷。失效樣品解析結果通常會以報告的形式給出。下表2是一次失效分析的電特性測試結果。

表2：DIPIPM失效樣品電特性測試結果例

根據表2電特性測試結果，很容易知道，失效樣品的主要失效部位為HVIC損壞。這就為分析失效原因提供了一條可靠的線索，可以圍繞這條線索展開相關分析。下圖2是該次失效分析報告的結論。

圖2：DIPIPM失效分析結論例

根據上圖2的分析報告結論，可以看出導致模塊失效的直接原因是HVIC失效，HVIC失效的最大可能是VB-VS間過壓導致。

正如圖1流程圖所示，在拿到了失效樣品信息及故障分析報告之后，需要進行相關判斷及相應的測試，以確定最終造成DIPIPM市場失效的原因，并做出改善。圖2例中，盡管失效分析解析報告給出了可能的故障原因是HVIC過壓損壞，但只有在整機工作環(huán)境下，測試到了可能導致HVIC損壞的電壓，并確認了該電壓的來源后才能最終確定故障原因。如果實際測試并沒有發(fā)現HVIC過電壓，則需要重新評估導致HVIC損壞的原因并進行相應的測試驗證，直到實際測試結果與推測的結論能夠相互印證，才可以確定損壞的最終原因。

審核編輯：劉清