通過前幾期的技術講座，我們了解了DIPIPM™的發展歷史、基本結構、內置功能以及其與IGBT模塊和IPM智能模塊之間的區別，并且全面、深入地對產品規格書中包括電氣特性、熱特性、機械特性等相關重要參數進行了詳細說明。除了選擇參數合適的器件，器件自身可靠性對系統穩定運行也是至關重要的。高可靠性意味著低失效率，三菱電機在設計、制造的各個環節通過嚴格的質量控制確保產品的品質，并進行完善的可靠性測試以確認器件可靠性，從而降低產品的失效率。

對于一般的工業及家電應用，通常要求半導體器件的失效率在100FIT（1FIT=1×10^-9/小時）以下。FIT（Failures In Time）定義為10⁹個小時發生一次故障。同理，10FIT就是10⁸個小時發生一次故障，100FIT就是10⁷個小時發生一次故障。

假設一臺設備使用器件數量為200個，運行10⁵個小時，器件失效1個，那么失效率為50FIT。

一般來講，變換器和功率半導體器件的失效率是按照圖1所示的曲線a規律變化的，包括早期失效期､偶然失效期和磨耗失效期，也即常說的浴盆曲線。

要實現變換器和功率半導體器件的低失效率，在應用環節，需要根據實際應用情況對半導體器件進行合理選型，結合其工作條件進行詳細評估，對變換器成品進行可靠性測試來保證變換器和功率半導體器件在實際使用過程中達到設計壽命。而作為功率半導體器件制造商，三菱電機會對每一款DIPIPM™進行詳細的可靠性測試，以確保產品能夠在實際變換器中可靠性地工作。下面的內容將針對三菱電機DIPIPM™可靠性測試項目進行詳細介紹。

DIPIPM™的可靠性與其封裝結構密切相關。圖2是以超小型DIPIPM™封裝為例，對DIPIPM™產品相關的可靠性項目及其關聯結構進行說明。

DIPIPM™外部管腳由于需要直接與PCB板連接，既考慮其在焊接過程中的可焊性及焊錫耐熱性，也需要考慮在安裝及使用過程中的管腳強度、擰緊扭矩強度及抗振動性等機械特性，對此會有相應的標準測試來對這些性能進行驗證。

DIPIPM™整體由樹脂壓注模封裝而成，需要考慮在不同溫度與濕度下材料特性與模塊電氣特性的變化，一般會從耐濕性、低溫存儲、高溫存儲、高溫反偏壓等不同角度下的異常周圍環境條件來評估這些變化給芯片或其他部件的特性帶來的變化。

負載條件的變化會導致DIPIPM™內部產生溫度波動，不同材料的熱膨脹系數（CTE）不同，這會導致不同程度熱膨脹，封裝樹脂、綁定線及功率芯片等不同材料以及其相關結合部位需要重點考慮熱膨脹帶來的影響。一般情況下熱應力過大可能會導致模塊樹脂開裂、層間焊接層龜裂、絕緣性能異常、綁定線及芯片異常等。為了最大程度地降低不同材料層的熱膨脹引起的應力，應盡可能選擇熱膨脹系數接近的材料。功率循環測試評價重點是綁定線與芯片之間的鍵合部位在熱應力下發生的熱疲勞，而熱循環測試考核的則是散熱通道上不同焊接層在熱應力下發生不同程度的膨脹導致層間焊接層剝離的程度，具體測試項目及其測試條件詳見下節。

三菱電機半導體器件可靠性測試是基于日本電子信息技術產業協會 (JEITA)標準的，對應于國際電工委員會標準（IEC標準），典型的DIPIPM™可靠性相關測試項目及方法具體如表1所示。



在完成可靠性測試后，為了判斷一個DIPIPM™是否失效，我們定義了失效判據來判定，以SLIMDIP-L失效判據為例進行說明，具體如表2所示。