CN112818622B - 一种多芯片并联igbt模块可靠性综合评价方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法及系统，其中，方法的实现包括：建立多芯片并联IGBT模块栅极‑发射极电压可靠性模型，并进行芯片疲劳故障测试，选取栅极‑发射极电压为故障特征量；建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，并进行键合线脱落故障测试，选取模块传输特性曲线为故障特征量；用皮尔逊相关系数表征IGBT模块健康度，分别计算不同程度下的芯片疲劳和键合线脱落故障状态下的健康度PPMCCC和PPMCCB；依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性。通过本发明能同时监测IGBT模块中的芯片疲劳和键合线脱落故障，且计算简单、综合特性好，能实现多芯片IGBT模块整体可靠性评估。

Description

一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法及系统
技术领域
本发明属于电力电子关键器件可靠性技术领域，更具体地，涉及一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法及系统。
背景技术
绝缘栅双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)模块是由多个IGBT芯片、二极管芯片、焊料层、键合线、陶瓷覆铜基板、散热底板及功率端子组成的电力电子集成模块。IGBT模块主要应用于逆变器、变频器、不间断电源、风力和太阳能发电等领域，是功率变流器中的核心器件，也是功率变流器中失效率最高的器件之一。作为大功率变换器中的关键核心器件，IGBT模块的可靠性是电力电子应用中的重要问题。为降低功率变流器的故障率，提高功率变流器的可靠性，对IGBT模块进行可靠性评估具有重要意义。
由于半导体器件中各层材料热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)不一致，结温的波动引起各层膨胀程度不同，使得各层之间产生热应力，导致焊料层疲劳或键合线脱落。芯片焊料层疲劳失效和键合线脱落是IGBT模块主要的老化失效机制。目前针对IGBT模块可靠性研究大多数集中于健康敏感参数，选取模块电参数为故障特征，但目前大多只能实现一种故障状态的监测，无法同时监测芯片故障和键合线故障。因此，利用单一健康敏感参数难以实现IGBT模块健康状态准确监测和IGBT模块可靠性综合评价。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法及系统，针对IGBT模块中芯片疲劳故障和键合线脱落故障，能准确评估模块健康状态和可靠性，且操作简便。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法，包括：
(1)建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，基于栅极-发射极电压可靠性模型实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；
(2)建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，基于跨导的可靠性模型实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；
(3)定义IGBT模块健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，计算不同程度下的芯片疲劳故障状态下的健康度PPMCCC以及不同程度下的键合线脱落故障状态下的健康度PPMCCB；
(4)依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性。
在一些可选的实施方案中，所述步骤(3)的具体实现方法为：
(3.1)采用健康度表征IGBT模块可靠性，在模块无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，其健康度最大，在IGBT模块处于健康初始状态无芯片疲劳故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000021
在IGBT模块中有i个芯片故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000022
在IGBT模块处于健康初始状态无键合线脱落故障时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000023
在IGBT模块中有p根键合线脱落时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000024
(3.2)基于栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000025
与栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000026
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC，其中，PPMCCC越大，两者之间相关程度越高，芯片健康度越高，可靠性越强；
(3.3)基于IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000027
与IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000028
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB，其中，PPMCCB越大，两者之间相关程度越大，键合线健康度越高，模块可靠性越高。
在一些可选的实施方案中，
由
Figure BDA0002885587540000031
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度，其中，h表示所选样本数量，xj表示无芯片故障栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000032
对应的j点观测值，
Figure BDA0002885587540000033
表示特征向量
Figure BDA0002885587540000034
观测值平均数，yij表示i个芯片故障时栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000035
对应的j点观测值，
Figure BDA0002885587540000036
表示特征向量
Figure BDA0002885587540000037
观测值平均数。
在一些可选的实施方案中，
由
Figure BDA0002885587540000038
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度，其中，l表示所选样本数量，mq表示无键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000039
对应的q点观测值，
Figure BDA00028855875400000310
表示特征向量
Figure BDA00028855875400000311
观测值平均数，npq表示p根键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA00028855875400000312
对应的q点观测值，
Figure BDA00028855875400000313
表示特征向量
Figure BDA00028855875400000314
观测值平均数。
在一些可选的实施方案中，所述步骤(4)的具体实现方法为：
由芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC及键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB进行加权求和得到模块整体健康度，由模块整体健康度评价多芯片并联IGBT模块可靠性，其中，所述模块整体健康度反映模块芯片健康状态及模块键合线健康状态的模块整体健康度。
在一些可选的实施方案中，由PPMCCH＝a*PPMCCC+b*PPMCCB得到模块整体健康度，其中，a表示IGBT模块中由芯片疲劳失效引起的故障比例，b表示IGBT模块中由键合线脱落故障引起的故障比例。
按照本发明的另一方面，提供了一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价系统，包括：
第一故障特征量获取模块，用于建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，基于栅极-发射极电压可靠性模型实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；
第二故障特征量获取模块，用于建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，基于跨导的可靠性模型实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；
健康度计算模块，用于定义IGBT模块健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，计算不同程度下的芯片疲劳故障状态下的健康度PPMCCC以及不同程度下的键合线脱落故障状态下的健康度PPMCCB；
可靠性评价模块，用于依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性。
在一些可选的实施方案中，所述健康度计算模块包括：
健康度参数定义模块，用于采用健康度表征IGBT模块可靠性，在模块无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，其健康度最大，在IGBT模块处于健康初始状态无芯片疲劳故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000041
在IGBT模块中有i个芯片故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000042
在IGBT模块处于健康初始状态无键合线脱落故障时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000043
在IGBT模块中有p根键合线脱落时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000044
芯片健康度计算模块，用于基于栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000045
与栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000046
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC，其中，PPMCCC越大，两者之间相关程度越高，芯片健康度越高，可靠性越强；
键合线健康度计算模块，用于基于IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000051
与IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000052
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB，其中，PPMCCB越大，两者之间相关程度越大，键合线健康度越高，模块可靠性越高。
在一些可选的实施方案中，所述可靠性评价模块，用于由芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC及键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB进行加权求和得到模块整体健康度，由模块整体健康度评价多芯片并联IGBT模块可靠性，其中，所述模块整体健康度反映模块芯片健康状态及模块键合线健康状态的模块整体健康度。
按照本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明通过建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；定义IGBT模块健康状态下的健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，分别计算不同程度下的芯片疲劳和键合线脱落故障状态下的健康度即皮尔逊相关系数PPMCCC和PPMCCB；依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性。通过本发明可以实现对多芯片并联IGBT模块中的芯片疲劳和键合线脱落故障的识别，能同时监测IGBT模块中的芯片疲劳和键合线脱落故障，且计算简单、综合特性好，能实现多芯片IGBT模块整体可靠性评估。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种栅极-发射极等效RC电路；
图3是本发明实施例提供的一种测试电路原理图；
图4是本发明实施例提供的一种不同芯片故障下的栅极电压VGE；
图5是本发明实施例提供的一种不同键合线故障下的传输特性曲线uGE-iC。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
如图1所示是本发明实施例提供的一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法的流程示意图，实现对多芯片并联IGBT模块中的芯片疲劳和键合线脱落故障的识别，以进行健康状态监测和可靠性评估，在图1所示的方法中，包括以下步骤：
S1：建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，在测试电路中实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；
进一步地，步骤S1可以通过以下方式实现：
本发明实施例中的栅极-发射极等效RC电路如图2所示。由栅极-发射极等效RC电路可知，在开通过程中，栅极电压VGE上升过程为：
Figure BDA0002885587540000071
其中，t为时间；RG为总栅极电阻，RG＝RG(int)+RG(ext)，RG(int)为内部栅极电阻，RG(ext)为外部栅极电阻；Cies为总栅极输入电容，Cies＝CGE+CGC，VGG(ON)表示栅极驱动电源导通电压，VGG(OFF)表示栅极驱动电源关断电压，CGE表示栅极—发射极极间电容，CGC表示栅极—集电极极间电容。
测试电路原理图如图3所示。测试电路直流母线电源电压为1800V，负载为400μH的感性负载。当IGBT模块芯片发生故障时，IGBT模块总栅极输入电容Cies,total减小，IGBT模块总内部栅极电阻RG(int),total增大，VGE轨迹将发生变化。在该测试电路中测量不同芯片故障下的栅极电压VGE，作为芯片故障监测的特征量。以DIM800NSM33-F IGBT模块为例，对“健康”、“1个芯片故障”、“2个芯片故障”状态进行芯片疲劳故障测试。图4为不同芯片故障下的栅极-发射极电压VGE。
S2：建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，在测试电路中实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；
进一步地，步骤S2可以通过以下方式实现：
IGBT模块的传输特性曲线横轴为栅极-发射极电压uGE，纵轴为集电极电流iC。根据IGBT芯片工作原理，当IGBT芯片工作在有源区域时，集电极电流ic的控制方程为：
Figure BDA0002885587540000072
其中，μni为电子迁移速度，COX为氧化层电容，Z和L为MOSFET内部栅-射极间的长和宽，αpnp为PNP晶体管的电流增益，UGE(th)为IGBT芯片阈值电压，以上参数均由芯片结构和材料决定。
当集电极电流ic和栅极电流iG变化率较小时，寄生电阻和所有寄生电感可以忽略，uG可近似为：
uGE＝ui－icRw
其中，ui是IGBT模块的栅极驱动电压，参数Rw为键合线等效电阻。
当IGBT模块中有键合线脱落时，键合线等效电阻Rw会增大，进而导致模块传输特性曲线发生变化。
根据测试电路测量集电极电流和栅极-发射极电压得到传输特性曲线，作为键合线故障监测的特征量。以DIM800NSM33-F IGBT模块为例，该模块一个芯片上有8根键合线，其键合线状态为i(i＝0,1,2,……8)根键合线脱落，在测试电路中测量不同键合线故障状态下的IGBT模块传输特性曲线如图5所示。
S3：定义IGBT模块健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，分别计算不同程度下的芯片疲劳和键合线脱落故障状态下的健康度即皮尔逊相关系数PPMCCC和PPMCCB；
其中，可以定义IGBT模块健康状态下的健康度为1，即PPMCCH＝1。
进一步地，步骤S3可以通过以下方式实现：
S3.1：以健康度表征IGBT模块可靠性，健康度越大，模块可靠性越高。当模块无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，其健康度最大，可以将其值定为1。当IGBT模块处于健康初始状态无芯片疲劳故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000081
当模块中有i个芯片故障时，其特征向量为
Figure BDA0002885587540000082
皮尔逊相关系数PPMCCC能反映模块受芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度，PPMCCC越大，两者之间相关程度越高，芯片健康度越高，可靠性越强。IGBT模块处于健康初始状态无键合线脱落故障时，模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000083
模块中有p根键合线脱落时，其特征向量为
Figure BDA0002885587540000084
皮尔逊相关系数PPMCCB能反映键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度，PPMCCB越大，两者之间相关程度越大，键合线健康度越高，模块可靠性越高。
S3.2：以PPMCCC表征模块受芯片疲劳故障影响的健康度，将初始健康状态作为参考，用皮尔逊相关系数表征健康度，即PPMCCC＝1。当模块中有芯片疲劳故障时的模块健康度用PPMCCC表示，其计算方法为：
Figure BDA0002885587540000091
其中，h表示所选样本数量，xj表示无芯片故障栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000092
对应的j点观测值，
Figure BDA0002885587540000093
表示特征向量
Figure BDA0002885587540000094
观测值平均数，yij表示i个芯片故障时栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000095
对应的j点观测值，
Figure BDA0002885587540000096
表示特征向量
Figure BDA0002885587540000097
观测值平均数。
根据测试所得不同芯片疲劳故障下的栅极电压VGE按照上述方法计算PPMCCC，计算结果如表1所示。
表1不同芯片疲劳故障状态下的PPMCCC
IGBT芯片故障数目 PPMCC<sub>C</sub>
0 1
1 0.952
2 0.917
以PPMCCB表征模块受键合线脱落故障影响的健康度，将初始健康状态作为参考，用皮尔逊相关系数表征健康度，即PPMCCB＝1。当模块中有键合线故障时的模块健康度用PPMCCB表示，其计算方法为：
Figure BDA0002885587540000098
其中，l表示所选样本数量，mq表示无键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000099
对应的q点观测值，
Figure BDA00028855875400000910
表示特征向量
Figure BDA00028855875400000911
观测值平均数，npq表示p根键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA00028855875400000912
对应的q点观测值，
Figure BDA00028855875400000913
表示特征向量
Figure BDA00028855875400000914
观测值平均数。
根据测试所得不同键合线故障下的传输特性曲线按照上述方法计算PPMCCB，计算结果如表2所示。
表2不同键合线脱落故障状态下的PPMCCB
IGBT键合线故障数目 栅极电流PPMCC<sub>B</sub>
0 1
1 0.993
2 0.984
3 0.976
4 0.965
5 0.957
6 0.948
7 0.940
8 0.925
S4：依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性。
进一步地，步骤S4可以通过以下方式实现：
S4.1：定义PPMCCH为模块整体健康度，模块整体健康度既能反映模块芯片健康状态又能反映模块键合线健康状态。模块整体健康度PPMCCH与芯片健康度PPMCCC和键合线健康度PPMCCB有关，即PPMCCH＝f(PPMCCC,PPMCCB)。当IGBT模块中无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，定义模块整体健康度为1，即PPMCCH＝1；
S4.2：IGBT模块中20％的模块故障是由芯片疲劳失效引起的，80％的模块故障是由键合线脱落故障引起的。以受模块芯片疲劳故障影响的模块健康度PPMCCC和受键合线脱落故障的模块健康度PPMCCB共同衡量模块整体健康度。模块可靠性综合指标PPMCCH的计算方法为：
PPMCCH＝0.2*PPMCCC+0.8*PPMCCB
模块可靠性综合指标PPMCCH同时受模块芯片健康状态和键合线健康状态影响，能够更为全面地反映模块整体健康度。当模块处于完全健康状态即无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，模块可靠性综合指标PPMCCH＝1。随着模块老化影响而出现芯片疲劳和键合线脱落故障后，模块可靠性综合指标PPMCCH逐渐减小，模块可靠性逐渐降低。因此可通过模块可靠性综合指标PPMCCH，PPMCCH综合评估模块可靠性，PPMCCH越大，模块可靠性越高。
本申请还提供了一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价系统，包括：
第一故障特征量获取模块，用于建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，基于栅极-发射极电压可靠性模型实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；
第二故障特征量获取模块，用于建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，基于跨导的可靠性模型实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；
健康度计算模块，用于定义IGBT模块健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，计算不同程度下的芯片疲劳故障状态下的健康度PPMCCC以及不同程度下的键合线脱落故障状态下的健康度PPMCCB；
可靠性评价模块，用于依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性。
进一步地，上述健康度计算模块包括：
健康度参数定义模块，用于采用健康度表征IGBT模块可靠性，在模块无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，其健康度最大，在IGBT模块处于健康初始状态无芯片疲劳故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000111
在IGBT模块中有i个芯片故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure BDA0002885587540000112
在IGBT模块处于健康初始状态无键合线脱落故障时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000113
在IGBT模块中有p根键合线脱落时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure BDA0002885587540000114
芯片健康度计算模块，用于基于栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000115
与栅极-发射极电压特征向量
Figure BDA0002885587540000116
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC，其中，PPMCCC越大，两者之间相关程度越高，芯片健康度越高，可靠性越强；
键合线健康度计算模块，用于基于IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000121
与IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure BDA0002885587540000122
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB，其中，PPMCCB越大，两者之间相关程度越大，键合线健康度越高，模块可靠性越高。
进一步地，上述可靠性评价模块，用于由芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC及键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB进行加权求和得到模块整体健康度，由模块整体健康度评价多芯片并联IGBT模块可靠性，其中，所述模块整体健康度反映模块芯片健康状态及模块键合线健康状态的模块整体健康度。
其中，各模块的具体实施方式可以参考上述方法实施例的描述，本发明实施例将不再复述。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法，其特征在于，包括：
(1)建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，基于栅极-发射极电压可靠性模型实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；
(2)建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，基于跨导的可靠性模型实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；
(3)定义IGBT模块健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，计算不同程度下的芯片疲劳故障状态下的健康度PPMCCC以及不同程度下的键合线脱落故障状态下的健康度PPMCCB；
(4)依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性；
所述步骤(3)的具体实现方法为：
(3.1)采用健康度表征IGBT模块可靠性，在模块无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，其健康度最大，在IGBT模块处于健康初始状态无芯片疲劳故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure FDA0003557978360000011
在IGBT模块中有i个芯片故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure FDA0003557978360000012
在IGBT模块处于健康初始状态无键合线脱落故障时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure FDA0003557978360000013
在IGBT模块中有p根键合线脱落时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure FDA0003557978360000014
(3.2)基于栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000015
与栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000016
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC，其中，PPMCCC越大，两者之间相关程度越高，芯片健康度越高，可靠性越强；
(3.3)基于IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA0003557978360000017
与IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA0003557978360000018
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB，其中，PPMCCB越大，两者之间相关程度越大，键合线健康度越高，模块可靠性越高；
由
Figure FDA0003557978360000021
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度，其中，h表示所选样本数量，xj表示无芯片故障栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000022
对应的j点观测值，
Figure FDA0003557978360000023
表示特征向量
Figure FDA0003557978360000024
观测值平均数，yij表示i个芯片故障时栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000025
对应的j点观测值，
Figure FDA0003557978360000026
表示特征向量
Figure FDA0003557978360000027
观测值平均数；
由
Figure FDA0003557978360000028
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度，其中，l表示所选样本数量，mq表示无键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA0003557978360000029
对应的q点观测值，
Figure FDA00035579783600000210
表示特征向量
Figure FDA00035579783600000211
观测值平均数，npq表示p根键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA00035579783600000212
对应的q点观测值，
Figure FDA00035579783600000213
表示特征向量
Figure FDA00035579783600000214
观测值平均数；
所述步骤(4)的具体实现方法为：
由芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC及键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB进行加权求和得到模块整体健康度，由模块整体健康度评价多芯片并联IGBT模块可靠性，其中，所述模块整体健康度反映模块芯片健康状态及模块键合线健康状态的模块整体健康度。
2.根据权利要求1所述的多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价方法，其特征在于，由PPMCCH＝a*PPMCCC+b*PPMCCB得到模块整体健康度，其中，a表示IGBT模块中由芯片疲劳失效引起的故障比例，b表示IGBT模块中由键合线脱落故障引起的故障比例。
3.一种多芯片并联IGBT模块可靠性综合评价系统，其特征在于，包括：
第一故障特征量获取模块，用于建立多芯片并联IGBT模块栅极-发射极电压可靠性模型，基于栅极-发射极电压可靠性模型实现芯片疲劳故障测试，并选取栅极-发射极电压为故障特征量；
第二故障特征量获取模块，用于建立多芯片并联IGBT模块跨导的可靠性模型，基于跨导的可靠性模型实现键合线脱落故障测试，并选取模块传输特性曲线为故障特征量；
健康度计算模块，用于定义IGBT模块健康度，用皮尔逊相关系数表征健康度，计算不同程度下的芯片疲劳故障状态下的健康度PPMCCC以及不同程度下的键合线脱落故障状态下的健康度PPMCCB；
可靠性评价模块，用于依据PPMCCC和PPMCCB综合评价多芯片并联IGBT模块可靠性；
所述健康度计算模块包括：
健康度参数定义模块，用于采用健康度表征IGBT模块可靠性，在模块无芯片疲劳故障且无键合线脱落故障时，其健康度最大，在IGBT模块处于健康初始状态无芯片疲劳故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure FDA0003557978360000031
在IGBT模块中有i个芯片故障时，栅极-发射极电压特征向量为
Figure FDA0003557978360000032
在IGBT模块处于健康初始状态无键合线脱落故障时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure FDA0003557978360000033
在IGBT模块中有p根键合线脱落时，IGBT模块传输特性曲线特征向量为
Figure FDA0003557978360000034
芯片健康度计算模块，用于基于栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000035
与栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000036
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC，其中，PPMCCC越大，两者之间相关程度越高，芯片健康度越高，可靠性越强；
键合线健康度计算模块，用于基于IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA0003557978360000037
与IGBT模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA0003557978360000041
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB，其中，PPMCCB越大，两者之间相关程度越大，键合线健康度越高，模块可靠性越高；
由
Figure FDA0003557978360000042
得到芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度，其中，h表示所选样本数量，xj表示无芯片故障栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000043
对应的j点观测值，
Figure FDA0003557978360000044
表示特征向量
Figure FDA0003557978360000045
观测值平均数，yij表示i个芯片故障时栅极-发射极电压特征向量
Figure FDA0003557978360000046
对应的j点观测值，
Figure FDA0003557978360000047
表示特征向量
Figure FDA0003557978360000048
观测值平均数；
由
Figure FDA0003557978360000049
得到键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度，其中，l表示所选样本数量，mq表示无键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA00035579783600000410
对应的q点观测值，
Figure FDA00035579783600000411
表示特征向量
Figure FDA00035579783600000412
观测值平均数，npq表示p根键合线脱落时模块传输特性曲线特征向量
Figure FDA00035579783600000413
对应的q点观测值，
Figure FDA00035579783600000414
表示特征向量
Figure FDA00035579783600000415
观测值平均数；
所述可靠性评价模块，用于由芯片疲劳故障状态下的栅极-发射极电压与健康状态下的线性相关程度PPMCCC及键合线脱落故障状态下的传输特性曲线与健康状态下的线性相关程度PPMCCB进行加权求和得到模块整体健康度，由模块整体健康度评价多芯片并联IGBT模块可靠性，其中，所述模块整体健康度反映模块芯片健康状态及模块键合线健康状态的模块整体健康度。
4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
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