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      AQG324標(biāo)準(zhǔn)解析:HTXB測試在功率半導(dǎo)體模塊封裝可靠性中的作用
      來源:金凱博自動化 發(fā)布時(shí)間:2024-05-16 類別:技術(shù)資訊
      信息摘要:

      功率半導(dǎo)體器件在眾多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域扮演著核心角色,尤其是在新能源汽車的迅猛發(fā)展背景下,其市場需求迎來了爆炸性增長。與傳統(tǒng)消費(fèi)電子市場相比,汽車級功率半導(dǎo)體器件工作在更高的結(jié)溫、承受更大的功率密度和更高的...

      功率半導(dǎo)體器件在眾多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域扮演著核心角色,尤其是在新能源汽車的迅猛發(fā)展背景下,其市場需求迎來了爆炸性增長。與傳統(tǒng)消費(fèi)電子市場相比,汽車級功率半導(dǎo)體器件工作在更高的結(jié)溫、承受更大的功率密度和更高的開關(guān)頻率,加之更為嚴(yán)酷的使用環(huán)境,器件的可靠性成為了一個尤為關(guān)鍵的考量點(diǎn)。


      在功率器件的耐久性測試中,靜態(tài)HTXB(高溫偏置)試驗(yàn)對于發(fā)現(xiàn)功率模塊的潛在缺陷和驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)可靠性極為關(guān)鍵。


      測試原理解析

      HTRB(高溫反偏試驗(yàn))

      HTRB試驗(yàn)主要針對芯片的鈍化層、鈍化結(jié)構(gòu)以及邊緣密封等潛在薄弱點(diǎn)進(jìn)行檢測。試驗(yàn)聚焦于離子污染物在溫度和電場作用下的遷移,這種遷移可能導(dǎo)致表面電荷增加、漏電流增大以及閾值電壓退化。此外,模塊組裝過程和材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)差異也可能對鈍化層的完整性造成重大影響,進(jìn)而使模塊更易受到外部污染物的侵蝕,引起漏電流的增加。


      H3TRB(高溫高濕反偏試驗(yàn))

      H3TRB試驗(yàn)進(jìn)一步考察了整個模塊結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn),包括功率半導(dǎo)體芯片的內(nèi)在缺陷。鑒于多數(shù)模塊并非完全密封,芯片和連接線通常嵌入在吸濕性硅膠中,長期暴露可能使?jié)駳鉂B透至鈍化層。在濕度作用下,電壓負(fù)荷對鈍化層結(jié)構(gòu)及邊緣密封產(chǎn)生不同影響,同時(shí),污染物也可能通過水分遷移至關(guān)鍵區(qū)域。此外,與生產(chǎn)相關(guān)的離子污染物在溫度和電場作用下的遷移,熱機(jī)械應(yīng)力以及與半導(dǎo)體芯片的相互作用,均可能導(dǎo)致漏電流的增加。


      HTGB(高溫柵偏試驗(yàn))

      HTGB試驗(yàn)旨在驗(yàn)證柵極連接半導(dǎo)體器件在電負(fù)荷和熱負(fù)荷長期作用下的綜合性效應(yīng),評估柵極介電層的完整性及半導(dǎo)體/介電邊界層的狀況,以及可動離子對半導(dǎo)體的潛在污染。該試驗(yàn)通過模擬加速工作狀態(tài)下的模塊,用于器件的品質(zhì)鑒定和可靠性監(jiān)控。

      表1 AQG324 HTXB測試條件及設(shè)備能力

      測試項(xiàng)目

      試驗(yàn)參數(shù)

      監(jiān)測方案

      高溫反偏(HTRB)1.試驗(yàn)時(shí)長:≥1000h
      2.試驗(yàn)溫度:最高結(jié)溫
      3.集電極-發(fā)射極電壓:
      ≥0.8VCE,max
      4.柵極-發(fā)射極電壓:
      0V or VGSmin
      1.電流檢測范圍:0.1μA~20.0mA
      2.電源輸出電壓:0~±2000V,輸出電流:0.6A
      3.試驗(yàn)溫/濕度與通電系統(tǒng)聯(lián)動,如試驗(yàn)條件異常觸發(fā)閾值報(bào)警并停止試驗(yàn),生成停機(jī)記錄,告知報(bào)警原因。
      高溫高濕反偏(H3TRB)1.試驗(yàn)時(shí)長:≥1000h
      2.試驗(yàn)溫度:85℃
      3.相對濕度:85%
      4.集電極-發(fā)射極電壓:
      0.8VCE,max
      (Tvj在初始測試階段<90℃)
      5.柵極-發(fā)射極電壓:
      0V or VGSmin
      高溫柵極反偏(HTGB)1.試驗(yàn)時(shí)長:≥1000h
      2.試驗(yàn)溫度:最高結(jié)溫
      3.集電極-發(fā)射極電壓:0V
      4.柵極電壓:
      VGE=VGE, max
      (正柵極電壓測量50%DUT)
      VGE=VGE, min
      (負(fù)柵極電壓測量50%DUT)
      1.電流檢測范圍:≥1nA
      2.輸出電壓:-30~30V
      3.試驗(yàn)溫/濕度與通電系統(tǒng)聯(lián)動,如試驗(yàn)條件異常觸發(fā)閾值報(bào)警并停止試驗(yàn),生成停機(jī)記錄,告知報(bào)警原因。



      通過這些細(xì)致入微的測試,可以確保功率半導(dǎo)體器件在新能源汽車等高壓、高溫、高可靠性要求的應(yīng)用中,發(fā)揮出最佳性能,并保障長期的穩(wěn)定運(yùn)行。


      金凱博碳化硅SiC車規(guī)級動態(tài)可靠性測試系統(tǒng)具有80個測試通道、每個通道獨(dú)立控制;實(shí)時(shí)保存測試結(jié)果,生成測試報(bào)告;具有防燙、過流、過壓保護(hù);支持?jǐn)U展外接標(biāo)準(zhǔn)儀表等眾多優(yōu)勢性能。并具有高溫高壓高頻高精度脈沖源:dv/dt>50v/ns、頻率50KHz;高精度測試:電流分辨率10pA,電壓分辨率100nV;多參數(shù)測量:Vsd電壓、Vgsth電壓、Rds電阻、lgss漏電流、ldss漏電流、溫度,功能完備并有可擴(kuò)展性。

      碳化硅SiC車規(guī)級動態(tài)可靠性測試系統(tǒng)



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