溫度循環(huán)試驗(yàn)的目的

● 評估器件的溫度耐受能力： 考察器件在極端溫度條件下的性能表現(xiàn)，評估其是否能夠承受實(shí)際應(yīng)用中的溫度變化。

● 發(fā)現(xiàn)潛在的失效機(jī)制： 通過溫度循環(huán)，暴露器件在溫度沖擊下可能出現(xiàn)的失效機(jī)制，如熱應(yīng)力、材料疲勞、焊接點(diǎn)開裂等。

● 預(yù)測器件的壽命和可靠性： 通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測器件在實(shí)際應(yīng)用中的壽命和可靠性，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制提供依據(jù)。

● 改進(jìn)器件的設(shè)計(jì)和制造工藝： 通過分析失效原因，改進(jìn)器件的設(shè)計(jì)和制造工藝，提高其溫度耐受能力和可靠性。

溫度循環(huán)試驗(yàn)的原理

溫度循環(huán)試驗(yàn)的原理是利用溫度變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力來加速器件的老化過程。當(dāng)器件經(jīng)歷溫度變化時(shí)，由于不同材料的熱膨脹系數(shù)不同，會導(dǎo)致器件內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力。反復(fù)的溫度循環(huán)會使熱應(yīng)力不斷累積，最終導(dǎo)致器件出現(xiàn)疲勞、開裂等失效現(xiàn)象。

溫度循環(huán)試驗(yàn)原理圖

溫度循環(huán)試驗(yàn)的條件

溫度循環(huán)試驗(yàn)的條件主要包括：

● 溫度范圍： 根據(jù)器件的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇合適的溫度范圍。通常包括高溫、低溫和室溫三個(gè)階段。

● 溫度變化速率： 溫度變化的速率會影響熱應(yīng)力的產(chǎn)生和累積，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

● 循環(huán)次數(shù)： 循環(huán)次數(shù)越多，器件承受的熱應(yīng)力累積越多，越容易出現(xiàn)失效。

● 保持時(shí)間： 在高溫和低溫階段的保持時(shí)間，需要根據(jù)器件的結(jié)構(gòu)和材料特性進(jìn)行選擇。

溫度循環(huán)試驗(yàn)的設(shè)備

溫度循環(huán)試驗(yàn)需要使用專業(yè)的溫度循環(huán)箱。溫度循環(huán)箱能夠提供精確的溫度控制和快速的溫度變化速率，以滿足試驗(yàn)要求。

溫度循環(huán)試驗(yàn)的步驟

溫度循環(huán)試驗(yàn)的步驟主要包括：

1.  準(zhǔn)備： 將被測器件安裝在測試夾具上，并連接到溫度循環(huán)箱。

2.  設(shè)置參數(shù)： 根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，設(shè)置溫度循環(huán)箱的溫度范圍、溫度變化速率、循環(huán)次數(shù)和保持時(shí)間等參數(shù)。

3.  開始試驗(yàn)： 啟動(dòng)溫度循環(huán)箱，開始進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)。

4.  監(jiān)控： 在試驗(yàn)過程中，需要定期或連續(xù)監(jiān)控器件的性能參數(shù)，如漏電流、擊穿電壓等。

5.  數(shù)據(jù)分析： 分析測試數(shù)據(jù)，評估器件的可靠性，發(fā)現(xiàn)潛在失效機(jī)制，預(yù)測器件壽命。

溫度循環(huán)曲線

試驗(yàn)溫度：-40～125'C, Cycle time：28min 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：AQG-324

試驗(yàn)溫度：-55～150'C, Cycle time：28min 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：JESD22-A104F/AQG-324

溫度循環(huán)試驗(yàn)的應(yīng)用

溫度循環(huán)試驗(yàn)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體功率器件的可靠性評估、工藝改進(jìn)、產(chǎn)品篩選等方面。例如：

● 可靠性評估： 用于評估功率 MOSFET、IGBT 等功率器件在溫度變化環(huán)境下的可靠性。

● 工藝改進(jìn)： 通過分析失效原因，改進(jìn)功率器件的封裝、焊接等工藝，提高其溫度耐受能力。

● 產(chǎn)品篩選： 用于篩選可靠性高的功率器件，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

參考標(biāo)準(zhǔn)

溫度循環(huán)試驗(yàn)需要參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。常見的標(biāo)準(zhǔn)包括：

● JEDEC JESD22-A104

● AEC-Q100

● MIL-STD-750

● GJB-548C 2021

● AQG-324