功率半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)濕熱高壓偏置試驗方法用以評價非氣密封裝的功率半導(dǎo)體器件在高溫高濕環(huán)境下耐受高電壓的可靠性。不但適用于硅功率器件，也適用于碳化硅及氫化家功率器件。

1、一般性說明

該項試驗通過施加高溫和高濕度條件，加速水汽穿透外部保護(hù)材料(如環(huán)氧外殼或硅膠保護(hù)層)或者外部保護(hù)材料和器件金屬管腳的交界面。高溫水汽一旦穿透器件外殼或外殼與器件管腳的交界面，到達(dá)芯片表面，就會在高電壓的作用加速芯片的劣化。本試驗屬于破壞性試驗。

2、試驗裝置要求

2.1高低溫濕熱試驗箱

高低溫濕熱試驗箱的參數(shù)應(yīng)滿足下列要求：

A.應(yīng)滿足85±2℃的溫度和85±5%RH的相對濕度條件，并至少保持2000小時不間斷；

B.在上升到規(guī)定的試驗條件和從規(guī)定的試驗條件恢復(fù)到常溫過程中，高低溫濕熱試驗箱應(yīng)能夠提供受控的溫度和相對濕度條件；

C.高低溫濕熱試驗箱應(yīng)經(jīng)過計量，溫度的允許偏差小于±2℃，濕度的允許偏差小于±5%RH；

D.高低溫濕熱試驗箱內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水應(yīng)不斷排出，且不能重復(fù)利用；

E.冷凝水不允許滴落在試驗樣品上；

F.高低溫濕熱試驗箱要具備與外界的電氣連接接口。

2.2高壓直流電源

A.直流電源的輸出電壓不低于受試器件額定電壓的80%;

B.直流電源應(yīng)經(jīng)過計量，輸出電壓允許偏差±2%。

2.3加濕用水

A.應(yīng)使用室溫下電阻率不低于1×105Q-cm的蒸餾水或去離子水，PH值應(yīng)在6.0~7.2之間；

B.在將水裝入加濕器之前，應(yīng)對高低溫濕熱試驗箱內(nèi)部各部分(包括安裝在高低溫濕熱試驗箱內(nèi)的夾具)進(jìn)行清洗每次試驗后，應(yīng)將加濕器和高低溫濕熱試驗箱中的水全部清洗干凈。

2.4小污染物釋放

為了減少試驗設(shè)備本體及箱體內(nèi)其他輔助裝置在高溫高濕環(huán)境下產(chǎn)生的污染物對受試樣品的影響，避免非濕熱因素造成的腐蝕，應(yīng)認(rèn)真選擇所用到的試驗裝置的材質(zhì)，如應(yīng)選擇在高溫高濕環(huán)境下性質(zhì)穩(wěn)定的材料來制造老化板、測試工裝及散熱器，避免這些裝置釋放有害物質(zhì)對被試樣品造成污染。

2.5受試器件擺放

受試器件在高低溫濕熱試驗箱內(nèi)的擺放位置應(yīng)盡可能不影響箱內(nèi)的空氣流動，從而使得箱體內(nèi)的溫度和濕度保持均勻。

2.6避免高壓放電

為了避免試驗過程中發(fā)生高壓放電，被試樣品施加偏置電壓的端子之間應(yīng)保持足夠的距離，如果無法擴(kuò)大距離，則要采取其他絕緣措施。

2.7器件發(fā)熱控制

由于本試驗需要施加高壓偏置，受試器件的漏電流會比施加低壓偏置時高，由此產(chǎn)生的功耗會使內(nèi)部芯片溫度升高。當(dāng)芯片溫度高于高低溫濕熱試驗箱環(huán)境溫度<5℃時，受試器件可以不用安裝散熱器。即使安裝散熱器，芯片溫度仍然超過高低溫濕熱試驗箱環(huán)境溫度5℃或5℃以上，應(yīng)把芯片溫度與試驗環(huán)境溫度的差值記錄在試驗結(jié)果中，加速的失效機理將受到影響。