循环负载试验（高温交流反向偏置）检测项目详解

引言

核心检测项目及方法

1. • 目的：评估元件在高温下的绝缘性能退化情况。
   • 方法：将元件置于高低温试验箱（如-40℃至150℃），施加额定反向电压（如100V），采用源测量单元（SMU）记录漏电流值。
   • 设备：高低温试验箱、SMU（Keysight B2900系列）。
   • 标准：依据AEC-Q101，漏电流不得超过数据手册标称值的200%。
2. • 目的：确定元件在高温下承受反向电压的极限能力。
   • 方法：以线性电压扫描（如0V至击穿阈值）施加反向偏置，监测电流突变点（击穿点）。测试需在125℃高温下进行。
   • 设备：耐压测试仪（Chroma 19032）、高低温箱。
   • 标准：击穿电压需高于额定值的120%（JEDEC JESD22-A108）。
3. • 目的：检测试验前后关键电气参数（如阈值电压、导通电阻）的稳定性。
   • 方法：试验前后分别测量参数，对比漂移率。例如，高温下连续运行500小时，每24小时记录一次数据。
   • 设备：半导体参数分析仪（Agilent 4156C）、温度控制器。
   • 标准：漂移幅度不超过初始值的±10%（MIL-STD-750）。
4. • 目的：评估元件散热能力是否因循环负载退化。
   • 方法：施加脉冲电流（如Tc=150℃），通过瞬态热测试法（T3Ster）测量结温与外壳温差。
   • 设备：热阻测试仪（Thermonitor T3Ster）、红外热像仪。
   • 标准：热阻变化率≤15%（IEC 60747-9）。
5. • 目的：定位并分析试验后的失效机理（如金属迁移、氧化层破裂）。
   • 方法：使用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）观察失效点微观结构。
   • 设备：SEM（FEI Quanta系列）、FIB切割机。
   • 标准：依据JESD22-A114确定失效根源（如电过应力或热疲劳）。

测试条件设定

• 温度范围：-55℃至175℃（根据元件规格调整）。
• 电压波形：交流反向偏置通常指频率50Hz~1kHz的方波或正弦波，叠加反向直流偏压。
• 循环次数：通常500~1000次循环，每循环含升温、恒温、降温阶段。

数据分析与

• 实时监测：通过数据采集系统（如NI LabVIEW）记录漏电流、温度、电压的实时变化。
• 寿命预测：利用阿伦尼乌斯模型加速寿命推算，评估实际使用环境下的MTTF（平均失效时间）。
• 改进建议：若试验中漏电流骤增或击穿电压下降显著，需优化封装材料或调整掺杂浓度。

结语