通过前几期的技术讲座，我们了解了DIPIPM™的发展历史、基本结构、内置功能以及其与IGBT模块和IPM智能模块之间的区别，并且全面、深入地对产品规格书中包括电气特性、热特性、机械特性等相关重要参数进行了详细说明。除了选择参数合适的器件，器件自身可靠性对系统稳定运行也是至关重要的。高可靠性意味着低失效率，三菱电机在设计、制造的各个环节通过严格的质量控制确保产品的品质，并进行完善的可靠性测试以确认器件可靠性，从而降低产品的失效率。
对于一般的工业及家电应用，通常要求半导体器件的失效率在100FIT（1FIT=1×10-9/小时）以下。FIT（Failures In Time）定义为109个小时发生一次故障。同理，10FIT就是108个小时发生一次故障，100FIT就是107个小时发生一次故障。
假设一台设备使用器件数量为200个，运行105个小时，器件失效1个，那么失效率为50FIT。
一般来讲，变换器和功率半导体器件的失效率是按照图1所示的曲线a规律变化的，包括早期失效期､偶然失效期和磨耗失效期，也即常说的浴盆曲线。
要实现变换器和功率半导体器件的低失效率，在应用环节，需要根据实际应用情况对半导体器件进行合理选型，结合其工作条件进行详细评估，对变换器成品进行可靠性测试来保证变换器和功率半导体器件在实际使用过程中达到设计寿命。而作为功率半导体器件制造商，三菱电机会对每一款DIPIPM™进行详细的可靠性测试，以确保产品能够在实际变换器中可靠性地工作。下面的内容将针对三菱电机DIPIPM™可靠性测试项目进行详细介绍。
DIPIPM™的可靠性与其封装结构密切相关。图2是以超小型DIPIPM™封装为例，对DIPIPM™产品相关的可靠性项目及其关联结构进行说明。
DIPIPM™外部管脚由于需要直接与PCB板连接，既考虑其在焊接过程中的可焊性及焊锡耐热性，也需要考虑在安装及使用过程中的管脚强度、拧紧扭矩强度及抗振动性等机械特性，对此会有相应的标准测试来对这些性能进行验证。
DIPIPM™整体由树脂压注模封装而成，需要考虑在不同温度与湿度下材料特性与模块电气特性的变化，一般会从耐湿性、低温存储、高温存储、高温反偏压等不同角度下的异常周围环境条件来评估这些变化给芯片或其他部件的特性带来的变化。
负载条件的变化会导致DIPIPM™内部产生温度波动，不同材料的热膨胀系数（CTE）不同，这会导致不同程度热膨胀，封装树脂、绑定线及功率芯片等不同材料以及其相关结合部位需要重点考虑热膨胀带来的影响。一般情况下热应力过大可能会导致模块树脂开裂、层间焊接层龟裂、绝缘性能异常、绑定线及芯片异常等。为了最大程度地降低不同材料层的热膨胀引起的应力，应尽可能选择热膨胀系数接近的材料。功率循环测试评价重点是绑定线与芯片之间的键合部位在热应力下发生的热疲劳，而热循环测试考核的则是散热通道上不同焊接层在热应力下发生不同程度的膨胀导致层间焊接层剥离的程度，具体测试项目及其测试条件详见下节。
三菱电机半导体器件可靠性测试是基于日本电子信息技术产业协会 (JEITA)标准的，对应于国际电工委员会标准（IEC标准），典型的DIPIPM™可靠性相关测试项目及方法具体如表1所示。
在完成可靠性测试后，为了判断一个DIPIPM™是否失效，我们定义了失效判据来判定，以SLIMDIP-L失效判据为例进行说明，具体如表2所示。
本讲总结
本讲对DIPIPM™产品相关的可靠性测试项目与条件进行了解释说明，并给出了可靠性试验相关的失效准则。接下来的讲座中，我们将继续围绕如何了解透、选择好、应用好DIPIPM™的相关知识进行介绍，敬请期待！
主要参考文献：
[1] Mitsubishi electric, “Power Module Reliability”
[2] Josef Lutz, Heinrich Schlangenotto, Uwe Scheuemann and Rik De Doncher, “Semiconductor Power Devices Physics, Characteristics, Reliability”
