标签: 元器件检测

氮化镓（GaN），作为一种具有独特物理和化学性质的半导体材料，凭借卓越的功率转换效率、超快的开关速度以及出色的耐高温性能，在5G通信、新能源汽车、数据中心及消费电子等前沿领域扮演着重要角色。然而，GaN的可靠性评估及全面性能测试仍面临挑战，尤其是高耐性、优异热阻及极低界面电容等性能测试技术在国内尚待成熟。基于此，广电计量集成电路测试与分析研究所推出了GaN功率器件开关耐高压性能的可靠性评估及测试方法，实现对氮化镓功率器件的可靠性测试，不仅涵盖了AEC标准鉴定能力，同时具备对GaN 器件内在故障机制触发方法的验证能力。 攻克多样技术难题，铸就卓越技术品质 针对氮化镓功率器件动态性能测试所面临的挑战，深入探究氮化镓开关性能测试技术，对测试布局予以优化，规避测试过程中长环路的引入，从高低侧电压测量以及电流传感器选取等方面着力，成功攻克测试的难点，同时克服了氮化镓器件容易发生的电流崩塌问题，填补可靠性评估及测试能力空缺，为企业及行业提前预判器件的潜在失效问题。 服务优势 · 扩展服务范围： 填补国内研究的空缺，剖析GaN潜在失效机制。 · 提高监测效率： 实现动态性能的在线监测，异常电压电流可触发报警并暂停测试。 · 提前故障干预： 避免引入寄生参数，在早期及时干预，降低产品的失效率。 · 提升产品质量： 设置完整的可靠性系统，把控GaN产品质量。 解锁GaN器件故障机制，驱动行业升级 针对 GaN 仍存在一系列 Si 器件的可靠性评估及测试无法覆盖的难题，广电计量建立的氮化镓可靠性评估及测试方法不仅涵盖了标准鉴定能力，更重要具备对 GaN 器件内在故障机制触发方法的验证能力。通过深入研究GaN的可靠性问题并采取相应的措施来提高其可靠性水平，可以推动相关技术的创新和发展、确保产品质量与安全性、促进市场应用与拓展、降低维护成本与风险以及推动行业标准化与规范化发展。 集成电路测试与分析研究所 广电计量集成电路测试与分析研究所拥有各类高精尖分析仪器和专业技术团队，以技术引领市场，长期致力于元器件筛选及失效分析技术领域的科研和咨询服务，构建了包括元器件国产化验证与竞品分析、集成电路测试与工艺评价、半导体功率器件质量提升工程、车规级芯片与元器件AEC-Q认证、车规功率模块AQG 324认证等多个技术服务平台，满足装备制造、航空航天、汽车、轨道交通、5G通信、光电器件与传感器等领域的电子产品质量与可靠性的需求，能为客户提供专业化咨询、分析及培训等“一站式”服务，全面提升产品品质。

验证的基本形式 验证是ISO26262中关于成果认可最重要的环节。 ISO26262对验证（Verification）的定义是检查对象是否满足特定的要求，验证的形式包括了验证评审（verification review）、走查（walk-through），检查（inspection）、验证测试（verification testing）、模拟仿真（simulation）、原型机验证（prototyping）和分析（analysis包括安全分析、控制流程分析、数据流分析等等）。 从验证本身的系统性和正式程度从小到大排序，验证的各个形式可以排为检查、走查、模拟仿真、原型机验证、分析、验证评审。 验证在功能安全活动不同阶段的对象也有差异，比如在产品概念提出阶段，验证的对象主要为：依据危害风险评估导出的安全目标以及根据安全目标定义的功能安全概念，如场景危害识别是否适用、相关性定义是否正确、是否与其他相关项定义的危害和风险评估一致、危害事件是否覆盖实际应用等。如，在产品开发阶段，验证主要是针对硬件设计的架构，验证其需求规范、架构设计、模型或代码是否符合安全要求。 验证的基本程序 验证以建立验证计划作为开始，如上述的产品各个开发阶段的验证都是从验证计划开始的。 验证计划要包括 1）所需验证的对象：组成待验证的成果清单，要考虑成果的复杂性，进行适当的拆分； 2）针对每个待验证的成果，确定相应的验证目的，确定验证目的时要充分借鉴前期的验证经验，如维修的历史数据、已经使用的经历等，这可以指导验证目的和制定的验证方法的剪裁； 3）对工作成果采用什么样的验证方法，评审/检查/走查/测试/仿真/分析，验证方法最终要细化为“验证规范”作为验证支持依据，同时要保证验证方法是充分的，必要时要进行几种验证形式的组合； 4）如果采用的是测试或者模拟作为验证方法，则要明确验证的环境和验证所需的设备，要充分考虑验证技术的成熟度，不能采用最新的未经过经验证明有效性的方法和设备进行验证； 5）分配验证资源； 6）验证过程中出现异常时，明确应该采取或建议采取的闭环活动； 7）对于哪些已经经过验证后，进行了变更的成果，制定回归策略，即对验证计划的剪裁（是部分重复验证，还是全部重复验证）。 对于验证方法的细化就形成了验证规范，验证规范最需要细化的是测试用例。 测试用例应具有 1）测试用例的唯一识别性，即该测试应用到哪项成果，什么目的验证； 2）测试用例针对的是哪个版本的工作成果； 3）对验证目标采用何种预处理或配置，比如将MCU应用在什么场景下，配置什么功能或系统，如果对于通用型的要素，其会在很多场合应用，则需将要素置于一种通用的（覆盖多种应用场景的）条件下进行验证； 4）环境条件，就是与测试过程或模拟过程相关的物理条件，比如温度。 5）验证过程中要监测的行为，比如输出数据，可接受的范围，时间或容差的特性，测试时需要考核前后数据的变化趋势，就需要对初始值进行明确的定义；有可能存在不同的测试用例下，会存在多种预处理、配置或环境条件和规范，这时候可以采用一种明确能覆盖多种测试用例的验证配置进行验证。 6）测试通过和不通过的判据。 测试用例可以根据测试设备和测试环境、逻辑和时序关系、所利用的资源进行分组，比如对于可以分为回归测试用例或者完整的测试用例。 验证要求第二/三方验证，即不能用工作成果的完成人进行验证。验证完成后要对验证的结果进行评估。 验证结果评估需包括 1）评估验证的成果是不是唯一的； 2）评估验证计划和验证规范的完整性和适用性； 3）评估验证过程中所用到的环境配置、验证工具及标定数据是否符合要求； 4）评估验证结果与预期结果的一致性； 5）综合给出验证通过或不通过，并对于不通过的给出具体的理由以及整改建议； 6）如果存在验证过程未按照验证计划或规范执行，需要给出理由。 单一层级的验证，比如只针对开发的硬件进行功能、性能等安全性的评估，并不能提供硬件满足安全要求的充分证据，比如：硬件与其他接口兼容性、硬件与其他已有硬件的匹配性、硬件对整车安全的贡献性、硬件开发的种种假设证明的有效性等等，这些都无法单独在硬件验证的层面进行评估。 因此，为充分评估开发硬件的功能安全，往往要通过将硬件与软件、其他要素、系统甚至整车集成起来，按照“验证原型机测试”的标准去考核。 ISO26262给出集成测试的相关规定。 集成与验证的相关规定 关于集成测试，某一开发的硬件要通过三个阶段集成至整车系统，完成安全目标的确认。 集成测试是以软硬件集成为起点，而整车级的验证对安全目标是否达成是最具权威的。 但是从集成的难度和所需要的资源的考虑，集集成阶段越高，集成验证的难度越高，占用资源越多，因此尽可能选择低阶段的集成策略。 如何选择集成验证的策略： 1）明确需要验证测试的目标，比如要验证安全机制对传感器的诊断，EDC对数据错误的诊断和控制等； 2）定义这些承载这些测试目标的相关项和测试的要求（预期的行为，集成的等级），比如验证开发的硬件与接口的兼容性，就必须考虑硬件与系统的集成； 3）确定了测试的目标和承载这些目标的相关项和测试要求，要进行梳理，确保每一条测试的目标都能够进行至少一次地验证，比如某项测试目标无法在软硬件集成阶段进行验证，则需要到系统集成阶段进行验证； 4）要考虑硬件开发概念阶段是否采用了假设，如SEooC的开发，是基于应用假设为前提的，对这种假设需要在系统，甚至是整车的层面进行集成验证； 5）如果系统集成时，存在多个可能的集成变体，即所谓的多配置，那么我们就要充分评估，在未来整车量产时，可能采用哪些系统配置，尽可能地包络这些系统配置（或形成系统的集合）完成系统级的验证。 确定目标和相应的集成策略后，根据需要选择相对应的方法，ISO26262 part4 第7.4.2-7.4.4给出了三个集成阶段的测试方法，总体上包括： A 鉴定式的测试 1）功能和非功能的测试：对集成硬件的功能和性能对照规格书要求的测试； 2）内外接口测试：包括模拟，数字输入输出测试、边界测试和等价类测试，评估接口功能兼容性、时序容错性。 B 仿真与试验相结合测试 1）故障注入测试：采用特殊方法向运行中的测试对象注入故障，如骚扰、错误数据、延迟时序等； 2）背靠背测试：在具有仿真模型和结果的情况下，采用实际试验对仿真模型和结果的差异进行评估和分析。 C 基于经验性测试 1）错误猜测法测试：类似故障注入法，基于专家知识和经验数据预测被测对象可能错在的错误，然后设计评估方法去检查这些错误； 2）来自现场经验的测试：直接从使用现场采集的数据，如试车时的运行数据； 3）长期测试：类似来自现场经验的测试，只是将普通用户作为测试者，收集实际使用条件下的数据。 D 鲁棒性测试 1）资源使用测试：对集成系统所能容纳的最大负载，代码，功率等能力进行测试； 2）压力测试：测试对象在高负载和恶劣环境下是否能够长期稳定运行的能力进行测试。

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

IC （集成电路）的分类，CECC可测器件类型 标准逻辑电路类：（图见附件） 74系列、54系列、CD系列，信号开关 触发器 锁存器 寄存器等；   微处理器类： 8位/16位/32位微控制器、汽车微控制器、ARM内核32位嵌入式、数字信号处理器（DSP）；   ASIC： 半定制消费类IC ；   消费类SoC： PC摄像头控制IC等；   可编程逻辑电路： FPGA、CPLD、PAL、GAL、PLD等；   存储器类： SRAM、SDRAM、NVRAM、DDR3、EPROM、EEPROM、FLASH、Smart Card、Disk-On-Chip；   通信接口类电路： RS-232、RS-485/422、USB、CAN、MODEM、1394口、ISDN；   显示驱动类： LCD、LED、LCM、VFD、EL等驱动器；   数字转换器： ADC、DAC、音频/视频ADC/DAC等；   电源与电源管理器件： 1）电压稳压、电压基准、线性稳压器； 2）微处理器的电源监控电路：复位电路、Watchdog、Watchdog +SRAM； 3）电池容量管理及充电电路； 4）DC-DC、AC-DC电源； 5）PWM控制器、MOSFET及达林顿管； 6）热插拔控制器；   音频和视频产品： 音频DAC、音频放大器、音频编解码器、音频信号处理器、视频编解码器、视频压缩；   放大器和线性器件： 音频放大器、比较器、电流检测放大器运算、差分放大器、仪表放大器、隔离放大器、对数放大器、运算放大器、视频放大器、缓冲器、滤波器、信号调理器；   电力专用器件： 光电器件：  光耦隔离器、光通信电子器件、光纤监测和控制； 模拟开关、多路复用器、数字电位器:   RF和IF器件： RF发射管、上下变频器、PLL频率合成器和VCO、DDS调制器、直接数字上变频器和下变频器、直接数字频率合成器（DDS）、对数放大器和检测器、混频器和乘法器、PLL频率合成器和VCO、RF和IF放大器、RF和IF收发器、RF开关、RMS检测器等；   其他的射频： RFID和RF存储器 Wireless and RF；   传感器及传感器调理器： 压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电流传感器、磁场传感器、湿度传感器、烟雾传感器、霍尔效应传感器等。   如果你有兴趣看到这里，那么说明机会是留给像你这样有准备的人，以上的类型，我们90%以上都是测试过的，并且有成功案例的。 相关链接：http://www.cecclab.com/cecclab/cn/case.asp?id1=79   我们正是你要找的合作伙伴，你是对的，在首页查询我们的联系方式吧，或者点击这里： www.cecclab.com Tel：0755-86169156 86169158  Url:www.cecclab.com   MSN:info@cecclab.com