一、斷態重復峰值電流的定義與意義
- 驗證器件在高溫下的關斷可靠性;
- 評估漏電流的熱穩定性;
- 預測器件在長期高溫運行中的退化風險。
二、高溫下斷態重復峰值電流的核心檢測項目
1. 高溫環境模擬與溫控精度
- 檢測內容: 在可控溫箱或熱平臺中模擬高溫環境(如125°C、150°C等),確保測試過程中溫度波動≤±1°C。
- 關鍵設備: 精密溫控箱、熱電偶測溫系統、功率循環裝置。
- 標準依據: IEC 60747(半導體器件通用規范)、JEDEC JESD22-A108(高溫存儲測試)。
2. 斷態重復峰值電流測量
- 測試原理: 在器件兩端施加周期性重復電壓(如額定阻斷電壓的80%-120%),測量關斷狀態下的瞬態電流峰值。
- 檢測步驟:
- 設置脈沖電壓的上升/下降時間、頻率(典型值:50Hz-1kHz);
- 使用高精度示波器(帶寬≥100MHz)和電流探頭捕捉電流波形;
- 記錄每個脈沖周期內的最大漏電流值(I_{DRM})。
- 判定標準: I_{DRM}需低于器件規格書規定的閾值(如≤1mA)。
3. 重復頻率與占空比影響測試
- 測試目的: 驗證不同工作頻率和占空比對漏電流的累積效應。
- 變量設置:
- 頻率范圍:10Hz-10kHz;
- 占空比調節:10%-90%;
- 記錄I_{DRM}隨頻率和占空比的變化趨勢。
- 分析重點: 高頻下器件結溫的累積是否導致漏電流非線性增長。
4. 高溫電壓應力疊加測試
- 檢測內容: 在高溫環境下施加超額定電壓(如1.2倍V_{DRM}),持續一定時間(如1000小時),觀察漏電流是否出現不可逆上升。
- 失效判據: 漏電流持續超過規格值或器件發生擊穿。
5. 熱穩定性與恢復特性測試
- 測試方法:
- 交替進行高溫(如150°C)和常溫(25°C)下的I_{DRM}測量;
- 分析漏電流隨溫度循環的恢復能力。
- 意義: 評估器件的熱疲勞特性及材料缺陷。
6. 對比分析與批次一致性驗證
- 檢測流程:
- 對同批次多器件進行高溫I_{DRM}測試,統計數據分布;
- 對比不同批次或不同供應商產品的性能差異。
- 質量控制指標: 漏電流的標準差需小于規格值的10%。
三、檢測設備與技術要點
- 高精度電流測量系統:需選用低噪聲電流探頭(如Keysight N2820A),最小分辨率≤1μA。
- 脈沖電壓源:具備陡峭邊沿(≤10ns上升時間)和可編程重復頻率功能。
- 熱管理設計:避免測試夾具引入額外熱阻,確保器件結溫可控。
- 數據自動化采集:通過LabVIEW或Python腳本實現波形捕捉與峰值分析。
四、失效模式與案例分析
- 典型失效模式:
- 漏電流突增:可能由PN結局部熱點或封裝缺陷引起;
- 電流漂移:材料界面陷阱電荷積累導致。
- 案例改進方向:
- 優化器件鈍化層工藝;
- 改進散熱結構設計。
五、
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