标签: 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 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 。 测试目的 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。 H 3 TRB（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。 测试标准介绍 车规级功率模块测试标准 最常见的测试标准是由 ECPE 欧洲电力电子研究中心发布的 AQG324 ，其中有对静态HTXB测试进行详细的规范。具体测试条件如下： 表 1 AQG 324 HTXB测试条件 测试项目 试验参数 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：≥0.8V CE,max 4.栅极-发射极电压：0V or VGSmin 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：0.8V CE,max （T vj 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：V GE =V GE, max (正栅极电压测量50%DUT) V GE =V GE, min (负栅极电压测量50%DUT) 测试方案和案例 广电计量在 Si基功率半导体模块 、 S iC 模块 等相关测试有着丰富的实战经验，为众多半导体厂家提供模块的规格书参数测试、竞品分析、环境可靠性、寿命耐久和失效分析等一站式测试服务。 在HTXB测试方向，广电计量引进多台国产高可靠性漏电流监控系统，设备能力如下表2所示。I GBT 模块HTXB测试案例，测试架设和监控界面如下图 1 ~ 图 4 所示。 表 2 HTXB设备能力 试验项目 指标参数 高温高湿反偏（H3TRB） 高温反偏（HTRB） 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。 高温栅极反偏（HTGB） 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。 图1 HT3RB测试架设 图2 HT3RB漏电流监控 图3 HTGB监控界面 图4 HTGB漏电流监控