對于數字電路，由于功率較低，所以元器件實際工作的(de)(de)溫(wen)度差并不大。但是隨著大功率器件(jian)/功率密度的(de)(de)快(kuai)速發展，以及產品開發和(he)上市周期的(de)(de)縮短，相應的(de)(de)試(shi)驗驗證(zheng)的(de)(de)挑(tiao)戰越來越大。

    對于大功率半導體器件有人希望可以借助于有限元仿真分析和測試結果進行快速計算。
    對于功率半導體，其內部結構材料不同而導致熱膨脹系數不同，所以在溫度溫降的過程中就會導致疲勞的產生而發生失效。通常對此類失效的測試方法多用 溫度沖擊試驗箱測試，低溫-40，高溫125。眾多的行業標準也都是這么推薦的。但是隨著產品體積的縮小，功率密度的提高和新的冷卻技術的出現，半導體內部連接可靠性和電子遷移挑戰已經成為關鍵，而這無法通過溫度沖擊來覆蓋。所以作者就對開關機循環進行研究，希望能夠找到更加的方法來代替溫度沖擊時間對功率半導體可靠性進行快速評估。
    通過設計專門的測試板來對功率三極管進行試驗，對比溫度沖擊試驗和開關循環的數據，評估兩者的效果。
    溫度沖擊：低溫-40，高溫125，每500循環檢查一次
    開關循環：一個循環1000s（上電650s，斷電冷卻350s），每150s采集一次數據，550mA，每1000循環檢查一次
    試驗結果顯示兩種試驗的失效都是由于熱膨脹系數的差異導致的，這很重要哦，這是兩者能否相互對比的關鍵。
     溫度沖擊試驗4000循環內未發現失效。而開關循環有鉛制程的失效發生在4500循環，無鉛制程失效發生在5200循環。

    基于(yu)實際(ji)測試的(de)顯微(wei)分析來看，開關(guan)循環的(de)對于(yu)失效(xiao)的(de)影響更大。

    基于作者之前的經驗，過孔的失效發生速度遠高于貼片元器件。實際測試結果也對此給予了數據支撐，試驗結果顯示2000-3000循環內過孔發生了失效。

    切片(pian)后的圖片(pian)顯(xian)示，即使三極(ji)管的功能正常(chang)(chang)，但是內部已經(jing)出現了失效(xiao)，只是由(you)于(yu)封(feng)裝的壓力才(cai)使得(de)其電(dian)氣(qi)連接正常(chang)(chang)。

    開關循環對于功率半導體的效果確實比較不錯，但是對于非功率半導體的效果就很差，這個大家必須注意。另外開展開關循環需要我們具備比較好的動手能力來進行編程和特殊設備和夾具的定制和安裝調試等工作，實際會面臨一些新問題，需要我們去克服。
    對于從事新能源BDU或者其它大功率脈沖工作的可靠性工程師對于開關循環的試驗條件和設置等多做一些功課。也歡迎一起交流討論。