AQG324功率半导体模块封装可靠性试验-HTXB测试
发布时间：2022-09-19 09:07:34
AQG324功率半导体模块封装可靠性试验-HTXB测试
功率半导体器件是新能源、轨道交通、电动汽车、工业应用和家用电器等应用的核心部件。特别是随着新能源电动汽车的高速发展，功率半导体器件的市场更是呈爆发式的增长。
区别于消费电子市场，车规级功率半导体器件由于高工作结温，高功率密度，高开关频率的特性，和更加恶劣的使用环境，使得器件的可靠性显得尤为重要。
静态HTXB作为功率器件耐久性试验中的一种，对功率模块潜在缺陷剔除、验证模块结构的可靠度至关重要。
测试原理
HTRB（高温反偏试验）检测了芯片钝化层、钝化拓扑、芯片边缘密封的薄弱点。主要关注与生产相关的离子污染物在温度和场作用下的迁移作用，这种迁移作用会增加表面电荷、增大漏电流以及产生阈值电压退化；模块组装过程和组装材料热膨胀系数(CTEs)的差异对钝化层完整性产生重大影响，使模块容易受到外部污染物污染，也会引起漏电流增加。
H3TRB（高温高湿反偏试验）检测了整个模块结构的弱点，包括功率半导体本身的薄弱点。因为大多数模块设计不是密封的，芯片和连接线嵌入在透湿的硅胶中，随着时间的推移，这使得水分也能到达钝化层。在湿度的影响下，载荷对钝化层结构或钝化拓扑和边缘密封的薄弱环节有不同的影响，污染物也可以通过水分输送转移到关键区域；与生产相关的离子污染物，在温度和场的影响下迁移，从而增加表面电荷，以及壳体上的热机械应力和与半导体芯片的相互作用，都导致漏电流增加的形成。
HTGB（高温栅偏试验）验证了栅极连接半导体器件的电负荷、热负荷随时间的综合效应，评估了栅极介电性的完整性、半导体/介电边界层的状态和可移动离子对半导体的污染。其模拟了加速条件下的模块工作状态，用于器件鉴定和可靠性监测。
表1 AQG324 HTXB测试条件及设备能力
测试项目 | 试验参数 | 监测方案 |
| 高温反偏（HTRB） | 1.试验时长：≥1000h
2.试验温度：最高结温
3.集电极-发射极电压：
≥0.8VCE,max
4.栅极-发射极电压：
0V or VGSmin | 1.电流检测范围：0.1μA～20.0mA
2.电源输出电压：0～±2000V，输出电流：0.6A
3.试验温/湿度与通电系统联动，如试验条件异常触发阈值报警并停止试验，生成停机记录，告知报警原因。 |
| 高温高湿反偏（H3TRB） | 1.试验时长：≥1000h
2.试验温度：85℃
3.相对湿度：85%
4.集电极-发射极电压：
0.8VCE,max
（Tvj在初始测试阶段＜90℃）
5.栅极-发射极电压：
0V or VGSmin |
| 高温栅极反偏（HTGB） | 1.试验时长：≥1000h
2.试验温度：最高结温
3.集电极-发射极电压：0V
4.栅极电压：
VGE=VGE, max
(正栅极电压测量50%DUT)
VGE=VGE, min
(负栅极电压测量50%DUT) | 1.电流检测范围：≥1nA
2.输出电压：-30～30V
3.试验温/湿度与通电系统联动，如试验条件异常触发阈值报警并停止试验，生成停机记录，告知报警原因。 |