1、范圍(wei)

    本標準(zhun)給出了功(gong)率(lv)半(ban)導體器(qi)件穩態(tai)濕熱高壓偏置試(shi)驗(yan)方法，用以評價(jia)非氣密封(feng)裝的(de)功率半導體(ti)器件在高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)濕(shi)環境下耐受(shou)高(gao)(gao)電壓的(de)可靠性。

    本標準不(bu)但適用于(yu)硅功率器(qi)件(jian)，也適用于(yu)碳化硅及氮(dan)化家功率器(qi)件(jian)。

    2、規范(fan)性引(yin)用(yong)文件

    下列文(wen)件(jian)(jian)對(dui)于(yu)本文(wen)件(jian)(jian)的應用(yong)是(shi)(shi)必不可少的。凡是(shi)(shi)注(zhu)明日(ri)期的引(yin)用(yong)文(wen)件(jian)(jian)，僅注(zhu)明日(ri)期的版(ban)本適(shi)用(yong)于(yu)本文(wen)件(jian)(jian)。凡是(shi)(shi)不注(zhu)明日(ri)期的引(yin)用(yong)文(wen)件(jian)(jian)，其(qi)新版(ban)本(包括(kuo)所(suo)有的修改單）適(shi)用(yong)于(yu)本文(wen)件(jian)(jian)。
    GB/T 2423.50環(huan)境(jing)試(shi)驗(yan)第2部分:試(shi)驗(yan)方法試(shi)驗(yan)Cy:恒定濕熱主要(yao)用于元件的加速試(shi)驗(yan)。
    IEC 60749-5半導(dao)體器件―機(ji)械和氣候試(shi)驗(yan)方法—第5部分:穩態(tai)濕熱偏(pian)置壽命(ming)試(shi)驗(yan)（Semiconductor devices —Mechanical and climatic test methods —Part 5: Steady-statetemperature humidity bias life test）

    3、一般(ban)性說明(ming)

    該項試驗通過施加(jia)高溫(wen)和高濕度條件，加(jia)速(su)水汽穿透外部(bu)保(bao)護(hu)材(cai)料(如(ru)環氧(yang)外殼(ke)或(huo)硅膠保(bao)護(hu)層）或(huo)者外部(bu)保(bao)護(hu)材(cai)料和器(qi)件金屬管腳的交界面。
    高溫水汽一旦穿(chuan)透(tou)器(qi)(qi)件外殼或外殼與器(qi)(qi)件管(guan)腳的(de)交界面(mian)，到達芯片表面(mian)，就會在高電壓(ya)的(de)作用(yong)加(jia)速芯片的(de)劣化。
    本試驗屬于(yu)破壞性試驗。

    4、試驗(yan)裝置要求

    4.1高(gao)低溫濕熱試驗箱(xiang)
    高低溫濕熱試驗箱的參數應滿足下列要求:
    a）應滿足表(biao)1中給出的溫度和相對濕度條件，并至少保持(chi)2000小(xiao)時不間斷;
    b）在(zai)上升到規(gui)(gui)定(ding)(ding)的(de)試驗(yan)條(tiao)件(jian)和(he)(he)從規(gui)(gui)定(ding)(ding)的(de)試驗(yan)條(tiao)件(jian)恢(hui)復到常溫過程(cheng)中，高低溫濕(shi)熱試驗(yan)箱應能(neng)夠(gou)提供受控的(de)溫度和(he)(he)相(xiang)對濕(shi)度條(tiao)件(jian);
    c）高低(di)溫濕(shi)熱試驗箱應經過計量，溫度的允許(xu)偏差(cha)小(xiao)于(yu)±2℃，濕(shi)度的允許(xu)偏差(cha)小(xiao)于(yu)±5%RH;
    d）高(gao)低溫濕熱試驗箱內產生(sheng)的冷凝水應不斷排出，且(qie)不能(neng)重(zhong)復利用;
    e）冷凝水(shui)不允許滴落在試驗(yan)樣(yang)品上(shang);
    f）高(gao)低(di)溫濕熱(re)試驗(yan)箱要具(ju)備與外(wai)界的電氣連接(jie)接(jie)口。
    4.2高壓直流電源
    a）直流電(dian)源的輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不低于受試器件額定(ding)電(dian)壓(ya)的80%;b）直流電(dian)源應經過計量，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)允許偏差±2%。
    4.3加濕用水
    a）應(ying)使用室溫(wen)下電阻率不低于1×105Ω·cm的(de)蒸餾水(shui)或去(qu)離子水(shui)，PH值應(ying)在6.0~7.2之(zhi)間。
    b）在(zai)將水裝入加濕器之前，應對高低(di)溫(wen)濕熱(re)試(shi)(shi)驗(yan)箱內部各部分(包括安裝在(zai)高低(di)溫(wen)濕熱(re)試(shi)(shi)驗(yan)箱內的(de)夾具）進行(xing)清洗;每次試(shi)(shi)驗(yan)后，應將加濕器和高低(di)溫(wen)濕熱(re)試(shi)(shi)驗(yan)箱中(zhong)的(de)水全部清洗干(gan)凈。
    4.4小污(wu)染物(wu)釋放
    為了減少(shao)試(shi)驗設備本體(ti)及箱(xiang)體(ti)內其他輔助裝置在(zai)高溫高濕環(huan)境(jing)下(xia)產生的污染物對(dui)受試(shi)樣品(pin)的影響，避免非濕熱(re)因素(su)造成的腐蝕，應(ying)(ying)認(ren)真選擇所用到的試(shi)驗裝置的材(cai)質，如應(ying)(ying)選擇在(zai)高溫高濕環(huan)境(jing)下(xia)性質穩定的材(cai)料來制造老化板(ban)、測試(shi)工裝及散(san)熱(re)器，避免這些(xie)裝置釋放(fang)有(you)害物質對(dui)被試(shi)樣品(pin)造成污染。
    4.5受試器(qi)件擺(bai)放
    受試器件在(zai)高(gao)低溫濕熱(re)試驗箱內(nei)的擺(bai)放位置應(ying)盡可能不影響箱內(nei)的空氣流(liu)動，從(cong)而使得箱體內(nei)的溫度(du)和濕度(du)保持均勻。
    4.6避(bi)免(mian)高壓放電
    為了避免試驗過(guo)程中發生高壓放電(dian)，被試樣(yang)品施加偏置電(dian)壓的(de)端子(zi)之間(jian)應保持足夠(gou)的(de)安全距離(li)，如(ru)果無法擴大(da)距離(li)，則要采取(qu)其他絕緣措施。
    4.7器件發(fa)熱(re)控(kong)制
    由(you)(you)于本試(shi)(shi)驗(yan)需要施(shi)(shi)加(jia)高壓偏(pian)置(zhi)，受試(shi)(shi)器(qi)件的(de)漏電流(liu)會比(bi)施(shi)(shi)加(jia)低壓偏(pian)置(zhi)時高，由(you)(you)此產(chan)生(sheng)的(de)功耗會使內部(bu)芯片溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高。當芯片溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高于高低溫(wen)(wen)濕熱試(shi)(shi)驗(yan)箱環境溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)<5℃時，受試(shi)(shi)器(qi)件可以(yi)(yi)不用安(an)(an)裝(zhuang)散熱器(qi)。即使安(an)(an)裝(zhuang)散熱器(qi)，芯片溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)仍(reng)然超過高低溫(wen)(wen)濕熱試(shi)(shi)驗(yan)箱環境溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)5℃或5℃以(yi)(yi)上，應把芯片溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)與試(shi)(shi)驗(yan)環境溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)差值記錄在試(shi)(shi)驗(yan)結果中，加(jia)速的(de)失效機(ji)理將(jiang)受到影響。

    5、試驗條件及嚴酷等級

    試(shi)驗條件由溫度(du)(du)、相對濕度(du)(du)、偏(pian)置(zhi)電壓以(yi)及施(shi)加偏(pian)置(zhi)電壓的持續時(shi)(shi)間組(zu)成。嚴酷(ku)等級由試(shi)驗持續時(shi)(shi)間決定(ding)。除非另有規定(ding)，應從表1中給(gei)出的持續時(shi)(shi)間中選取嚴酷(ku)等級。

    6、程序(xu)

    受試器件(jian)(jian)應以(yi)一定的方式安(an)裝(zhuang)、暴(bao)露(lu)在表(biao)1規定的溫(wen)濕度環境(jing)中，并施加規定的偏置電壓。器件(jian)(jian)應避免暴(bao)露(lu)于(yu)過熱、干燥或導致器件(jian)(jian)和工裝(zhuang)夾具上(shang)產生(sheng)冷凝水的環境(jing)中，尤其在試驗應力上(shang)升和下降過程中。
     6.1預處理(li)
    適用時，應按照相關標準進行預處理。
    6.2初始檢測
    試(shi)驗(yan)樣品應(ying)按照相關標準規(gui)定(ding)，進行(xing)外觀檢查和電氣參數測試(shi)。
    6.3 上升
    達到穩定(ding)的溫(wen)度(du)(du)和相對濕(shi)度(du)(du)的時間應(ying)少(shao)于3h。通過保證在整(zheng)個試驗時間內(nei)高(gao)低溫(wen)濕(shi)熱試驗箱的干(gan)球溫(wen)度(du)(du)超過濕(shi)球溫(wen)度(du)(du)來避(bi)免產生冷凝。
    6.4下(xia)降
    下降時間應(ying)不(bu)超過(guo)3h。通過(guo)保證在整個試驗時間內高(gao)低溫(wen)濕熱試驗箱的(de)干球溫(wen)度超過(guo)濕球溫(wen)度來避免產生冷凝。
    6.5器件內部濕氣穩定(ding)時間
    由于濕(shi)氣(qi)穿透器件(jian)外殼并抵達芯片表面需(xu)要一定(ding)的時間，因此當高低溫濕(shi)熱試驗箱內(nei)環(huan)境溫度和濕(shi)度達到穩定(ding)后(hou)，應繼續保持直至濕(shi)氣(qi)完全抵(di)達芯片表面。
     由(you)于(yu)環氧樹(shu)脂相較于(yu)硅膠，其抵(di)御濕氣進(jin)入(ru)的能力強得多，因此對(dui)于(yu)環氧樹(shu)脂封裝器(qi)件(jian)穩定(ding)時間不少于(yu)336h，硅膠封裝器(qi)件(jian)穩定(ding)時間不少于(yu)24h。
    6.6 試驗計時
     器件按6.5的(de)(de)要(yao)求進行(xing)充分穩定后，開(kai)(kai)始(shi)(shi)施加(jia)規定的(de)(de)偏置電壓，此時(shi)試驗計時(shi)開(kai)(kai)始(shi)(shi)。當達到規定的(de)(de)持(chi)續時(shi)間，溫濕度開(kai)(kai)始(shi)(shi)下(xia)降時(shi)計時(shi)結束。
    6.7施(shi)加偏置電(dian)壓
     器(qi)件按6.5的要求進行(xing)充分穩定(ding)后，開始(shi)施(shi)加(jia)規定(ding)的偏置電(dian)(dian)壓(ya)。當試(shi)驗結束且恢復完成后，再將偏置電(dian)(dian)壓(ya)移除。施(shi)加(jia)偏置電(dian)(dian)壓(ya)時，若(ruo)受試(shi)器(qi)件為(wei)絕緣柵雙極晶體管(IGBT）或(huo)場效(xiao)應(ying)晶體管（MOSFET），其柵極和發射極或(huo)柵極和源極之間(jian)應(ying)可靠短路或(huo)施(shi)加(jia)負壓(ya)。
    6.8中間檢測
    如(ru)果要求進行中間(jian)檢(jian)測(ce)，當檢(jian)測(ce)完成(cheng)后，應重(zhong)(zhong)新(xin)按6.5的要求充分穩(wen)定后，再施加偏置電壓(ya)并重(zhong)(zhong)新(xin)計時。
    6.9 后檢測
    試(shi)驗結(jie)束，試(shi)驗樣品恢復常溫后，在48h內應按照(zhao)相關標準規定，進行(xing)外觀檢查(cha)和電氣參數測試(shi)。

    7、失(shi)效(xiao)判據

    如果器件(jian)(jian)不(bu)能通過規定(ding)的終測試，或按照適用的采購文件(jian)(jian)和數(shu)據表中(zhong)規定(ding)的正常和極限環境中(zhong)不(bu)能驗證其(qi)功能時(shi)，器件(jian)(jian)視為失效(xiao)。

    8、試(shi)驗報告中應給出的信息

    試(shi)驗報告至少應給出下列信息:

    a）檢測實驗室的名稱和地(di)址(zhi);

    b）客戶的(de)名(ming)稱和地址;

    c）依據的檢測標準號及(ji)版本號;

    d）所(suo)用檢測(ce)設備的標識（名稱(cheng)、型號、性(xing)標識等）;

    e）適用時，應給(gei)出設備(bei)的校準有效期;

    f）檢測樣品的(de)描(miao)述(shu)、狀態和明確(que)的(de)性標識(shi);

    g）檢(jian)測(ce)(ce)樣品(pin)的(de)接收日(ri)期(qi)和檢(jian)測(ce)(ce)日(ri)期(qi);

    h）試驗持續時間;
    i）初始、中(zhong)間和后檢測;
    j）偏(pian)置條件(jian);
    k）穩定(ding)時(shi)間;
    l）在(zai)試驗期間如果芯片溫(wen)度高于高低溫(wen)濕熱試驗箱環(huan)境溫(wen)度5℃以上時芯片的溫(wen)度;
    m）對檢測(ce)方法的偏離(li)、增添(tian)或刪節，以(yi)及特定檢測(ce)條件的信息，如環境條件;
    n）適用時(shi)，應(ying)包含對于符(fu)合（或不符(fu)合）接收判據(ju)和（或）規范的聲明。