碳化硅功率器件可靠性之芯片研發(fā)及封裝篇
質(zhì)量的狹義概念是衡量器件在當前是否滿足規(guī)定的標準要求,即產(chǎn)品性能是否與規(guī)格書描述的內(nèi)容一致。廣義上質(zhì)量和可靠性有關(guān),可靠性是衡量器件壽命期望值的指標,即通過可靠性結(jié)果計算器件能持續(xù)多久滿足規(guī)范要求。測試新品器件是否合規(guī)比較容易,但判斷器件的物理特征是否會隨時間和環(huán)境而變化比較麻煩。
上篇文章介紹了材料與碳化硅功率器件可靠性的關(guān)系,接下來從碳化硅芯片研發(fā)和封裝方面探討可靠性問題。
衡量可靠性可以從器件的故障率入手。在典型故障曲線浴盆曲線中,隨著環(huán)境、時間、電場的作用,器件的故障率變化分為三個時期:
初期失效區(qū)域大致持續(xù)3-15個月,通常為1年。此區(qū)域發(fā)生的失效是多數(shù)半導(dǎo)體元器件共性,主要由設(shè)計和制造原因引起,可以被篩選;可用時期區(qū)域一般為10年,會出現(xiàn)隨機失效;老化區(qū)域出現(xiàn)的失效一般是因為材料疲勞和老化。
在產(chǎn)品投入市場前必須進行可靠性試驗??煽啃栽囼灨鶕?jù)已知失效機理設(shè)計出加速模實驗方法,將失效現(xiàn)象復(fù)現(xiàn)出來排除隱患,避免在使用過程中出現(xiàn)可避免的失效。
每種可靠性試驗都對應(yīng)著某種失效模式,根據(jù)環(huán)境條件、試驗項目、試驗?zāi)康?、試驗性質(zhì)的不同,試驗方法有不同的分類。按照慣用的分類法,試驗方法可歸納為環(huán)境試驗、壽命試驗、篩選試驗、現(xiàn)場使用試驗、鑒定試驗五大類。
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