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天上飛的、地上跑的、海里游的幾乎都離不開溫度沖擊試驗(yàn)箱這類環(huán)境試驗(yàn)箱，尤其是最近大火的新能源汽車的核心配件IGBT芯片，更是一樣要經(jīng)過無數(shù)次的可靠性試驗(yàn)才能保證安全高效的投放使用，今天就來看看IGBT可以用溫度沖擊試驗(yàn)箱做哪些環(huán)境可靠性試驗(yàn)。為了提高這些微電子器件性能 (特別是可靠性)，必須將其芯片封裝在真空或保護(hù)氣體中，實(shí)現(xiàn)氣密封裝 (芯片置于密閉腔體中，與外界氧氣、濕氣、灰塵等隔絕)。因此，必須首先制備含腔體 (圍壩)結(jié)構(gòu)的三維基板，滿足封裝應(yīng)用需求。
 
 
 常見的工業(yè)級(jí)IGBT可靠性試驗(yàn)包含但不限于以下項(xiàng)目：
 
 
（1）HTRB（高溫反偏）試驗(yàn)：HTRB試驗(yàn)用于驗(yàn)證穩(wěn)定情況下IGBT的漏電指標(biāo)可靠性。HTRB試驗(yàn)主要考核焦點(diǎn)是IGBT芯片邊緣結(jié)構(gòu)和鈍化層，以及與生產(chǎn)相關(guān)的離子污染物。在HTRB試驗(yàn)過程中一般可以監(jiān)測到漏電流隨時(shí)間的變化。
 
 
（2）HTGB（高溫柵極反偏）試驗(yàn)：HTGB試驗(yàn)用于驗(yàn)證在電和熱負(fù)載下柵極漏電流的穩(wěn)定性。HTGB試驗(yàn)主要考核的焦點(diǎn)是IGBT的柵極氧化層的完整性及移動(dòng)離子污染。建議在試驗(yàn)中，持續(xù)監(jiān)測柵極的漏電流和柵極開通電壓，若這兩項(xiàng)參數(shù)超出指定規(guī)格，則認(rèn)為模塊將不能通過此項(xiàng)測試。
 
 
（3）H3TRB（高溫高濕反偏）試驗(yàn)：H3TRB試驗(yàn)用于測試濕度對(duì)功率器件長期特性的影響。H3TRB試驗(yàn)的焦點(diǎn)是IGBT的鈍化層及芯片表面缺陷，包括整個(gè)器件結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。值得注意的是，在H3TRB試驗(yàn)后立即測量漏電流有可能出現(xiàn)漏電超標(biāo)的情況，其原因是大多數(shù)模塊設(shè)計(jì)不是完全密封，水汽也可以隨著時(shí)間到達(dá)鈍化層，導(dǎo)致試驗(yàn)后漏電超差。因此，可以對(duì)器件烘烤2h～24h并恢復(fù)常溫24h后，再測試器件的漏電流，驗(yàn)證水汽入侵的可能性。
 
 
（4）TST（溫度沖擊）試驗(yàn)：TST試驗(yàn)主要驗(yàn)證IGBT在被動(dòng)溫度變化的情況下對(duì)機(jī)械應(yīng)力的抵抗能力。TST試驗(yàn)考核焦點(diǎn)是IGBT模塊的封裝、基板與DCB間的連接。
 
 
（5）TC（溫度循環(huán)）試驗(yàn)： TC試驗(yàn)用于模擬外界溫度變化對(duì)IGBT的影響，驗(yàn)證器件或模塊的整體結(jié)構(gòu)和材料。尤其是IGBT功率模塊由不同的材料組成一個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)受熱和冷卻時(shí)，不同材料的熱膨脹系數(shù)差異大，兩種界面在受熱或冷卻過程中所受的機(jī)械應(yīng)力就越大。TC試驗(yàn)的焦點(diǎn)是IGBT芯片與DCB、DCB與基板之間的連接。
 
 
（6）PC（功率循環(huán)）試驗(yàn)：功率循環(huán)有秒級(jí)功率循環(huán)（PCsec）和分鐘級(jí)功率循環(huán)（PCmin）兩種，測試時(shí)通過芯片自身工作電流進(jìn)行主動(dòng)加熱芯片至目標(biāo)溫度，然后關(guān)斷電流，冷卻到指定溫度。秒級(jí)功率循環(huán)試驗(yàn)主要考核近芯片端連接的可靠性；分鐘級(jí)功率循環(huán)試驗(yàn)主要考核近芯片端和遠(yuǎn)芯片端連接的可靠性。
 
 
（7）Vibration（振動(dòng)）試驗(yàn)：Vibration試驗(yàn)用來驗(yàn)證機(jī)械結(jié)構(gòu)的牢固性和電氣連接的穩(wěn)定性。模擬器件在應(yīng)用過程中的振動(dòng)負(fù)載，并驗(yàn)證了器件在出現(xiàn)故障模式(如結(jié)構(gòu)脫落和材料疲勞)時(shí)的抗振動(dòng)能力。



相關(guān)產(chǎn)品：溫度沖擊試驗(yàn)箱