一、断态重复峰值电流的定义与意义
- 验证器件在高温下的关断可靠性;
- 评估漏电流的热稳定性;
- 预测器件在长期高温运行中的退化风险。
二、高温下断态重复峰值电流的核心检测项目
1. 高温环境模拟与温控精度
- 检测内容: 在可控温箱或热平台中模拟高温环境(如125°C、150°C等),确保测试过程中温度波动≤±1°C。
- 关键设备: 精密温控箱、热电偶测温系统、功率循环装置。
- 标准依据: IEC 60747(半导体器件通用规范)、JEDEC JESD22-A108(高温存储测试)。
2. 断态重复峰值电流测量
- 测试原理: 在器件两端施加周期性重复电压(如额定阻断电压的80%-120%),测量关断状态下的瞬态电流峰值。
- 检测步骤:
- 设置脉冲电压的上升/下降时间、频率(典型值:50Hz-1kHz);
- 使用高精度示波器(带宽≥100MHz)和电流探头捕捉电流波形;
- 记录每个脉冲周期内的最大漏电流值(I_{DRM})。
- 判定标准: I_{DRM}需低于器件规格书规定的阈值(如≤1mA)。
3. 重复频率与占空比影响测试
- 测试目的: 验证不同工作频率和占空比对漏电流的累积效应。
- 变量设置:
- 频率范围:10Hz-10kHz;
- 占空比调节:10%-90%;
- 记录I_{DRM}随频率和占空比的变化趋势。
- 分析重点: 高频下器件结温的累积是否导致漏电流非线性增长。
4. 高温电压应力叠加测试
- 检测内容: 在高温环境下施加超额定电压(如1.2倍V_{DRM}),持续一定时间(如1000小时),观察漏电流是否出现不可逆上升。
- 失效判据: 漏电流持续超过规格值或器件发生击穿。
5. 热稳定性与恢复特性测试
- 测试方法:
- 交替进行高温(如150°C)和常温(25°C)下的I_{DRM}测量;
- 分析漏电流随温度循环的恢复能力。
- 意义: 评估器件的热疲劳特性及材料缺陷。
6. 对比分析与批次一致性验证
- 检测流程:
- 对同批次多器件进行高温I_{DRM}测试,统计数据分布;
- 对比不同批次或不同供应商产品的性能差异。
- 质量控制指标: 漏电流的标准差需小于规格值的10%。
三、检测设备与技术要点
- 高精度电流测量系统:需选用低噪声电流探头(如Keysight N2820A),最小分辨率≤1μA。
- 脉冲电压源:具备陡峭边沿(≤10ns上升时间)和可编程重复频率功能。
- 热管理设计:避免测试夹具引入额外热阻,确保器件结温可控。
- 数据自动化采集:通过LabVIEW或Python脚本实现波形捕捉与峰值分析。
四、失效模式与案例分析
- 典型失效模式:
- 漏电流突增:可能由PN结局部热点或封装缺陷引起;
- 电流漂移:材料界面陷阱电荷积累导致。
- 案例改进方向:
- 优化器件钝化层工艺;
- 改进散热结构设计。
五、
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