為確保整流二極管在高溫、高濕、振動、沖擊等極端環(huán)境下的可靠性，需通過一系列標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)測試進(jìn)行驗(yàn)證。以下結(jié)合國際測試標(biāo)準(zhǔn)與工程實(shí)踐，系統(tǒng)介紹測試方法及實(shí)施要點(diǎn)：
??一、環(huán)境應(yīng)力測試??
??1.高溫存儲測試（HTSL）??
??目的??：評估高溫對材料老化的影響。
??測試條件??：
溫度：150℃（硅器件）或175℃（SiC器件）
時(shí)長：168–1000小時(shí)（不通電）
??失效判據(jù)??：
反向漏電流（IR）增長＞200%
正向壓降（VF）偏移＞10%
??2.溫度循環(huán)測試（TC）??
??目的??：驗(yàn)證熱膨脹失配導(dǎo)致的疲勞失效。
??測試條件??：
范圍：-55℃↔125℃（車規(guī)級）或-65℃↔150℃（軍規(guī)級）
循環(huán)次數(shù)：500–1000次（每循環(huán)≤30分鐘）
??失效判據(jù)??：
焊點(diǎn)裂紋（X射線檢測）
熱阻（RθJA）增加＞15%
??3.濕熱試驗(yàn)（THB/H3TRB）??
??目的??：檢測濕氣滲透引發(fā)的腐蝕與漏電。
??測試條件??：
85℃/85%RH+反向偏壓（如80%VRRM）
時(shí)長：500–1000小時(shí)
??失效判據(jù)??：
IR增長＞1個(gè)數(shù)量級
金屬遷移（SEM觀測）
二、電應(yīng)力測試??
??1.浪涌沖擊測試??
??目的??：模擬雷擊或開關(guān)浪涌的耐受能力。
??測試條件??：
波形：8/20μs（電壓浪涌）、10/1000μs（電流浪涌）
等級：工業(yè)級（1kV/1kA）、車規(guī)級（2kV/3kA）
??失效判據(jù)??：
擊穿電壓（VBR）偏移＞10%
硬失效（短路/開路）
??2.高溫反向偏壓測試（HTRB）??
??目的??：評估高溫高壓下的漏電穩(wěn)定性。
??測試條件??：
125℃+80%VRRM（如600V器件施加480V）
時(shí)長：168–500小時(shí)
??失效判據(jù)??：
IR＞5μA（硅器件）或＞1μA（SiC器件）
??3.高溫工作壽命測試（HTOL）??
??目的??：驗(yàn)證長期通電下的性能退化。
??測試條件??：
125℃+額定電流（IF）
時(shí)長：1000小時(shí)（加速因子由阿倫尼烏斯模型計(jì)算）
??失效判據(jù)??：
VF漂移＞10%
熱失控（紅外熱像儀監(jiān)測局部熱點(diǎn)）
三、機(jī)械應(yīng)力測試??
??1.隨機(jī)振動測試??
??目的??：模擬運(yùn)輸或車載環(huán)境的機(jī)械疲勞。
??測試條件??：
頻率：10–2000Hz
加速度：5–50Grms（車規(guī)級要求＞20Grms）
??失效判據(jù)??：
引腳斷裂（X射線或聲學(xué)掃描）
焊點(diǎn)脫落（染色滲透檢測）
??2.機(jī)械沖擊測試??
??目的??：驗(yàn)證瞬時(shí)沖擊下的結(jié)構(gòu)完整性。
??測試條件??：
半正弦波：5000G/0.5ms（軍規(guī)MIL-STD-883H）
三軸沖擊（X/Y/Z方向各3次）
??失效判據(jù)??：
封裝開裂（顯微鏡觀測）
鍵合線斷裂（FIB-TEM分析）
??四、失效分析技術(shù)??
??電參數(shù)分析??：
使用半導(dǎo)體參數(shù)分析儀（如Keysight B1500A）測量IR、VF、VBR漂移。
??微觀結(jié)構(gòu)檢測??：
X射線斷層掃描（3D-CT）：定位內(nèi)部裂紋、分層。
聚焦離子束（FIB）+TEM：觀察晶格缺陷、金屬遷移。
??熱成像分析??：
紅外熱像儀（如FLIR A655sc）捕捉熱分布不均或局部過熱點(diǎn)。
五、測試標(biāo)準(zhǔn)與評估體系??
??總結(jié)：測試設(shè)計(jì)要點(diǎn)??
??多應(yīng)力耦合測試??：
實(shí)際工況常為多應(yīng)力疊加（如高溫+振動+電浪涌），需設(shè)計(jì)綜合測試（如HAST試驗(yàn)箱同步施加85℃/85%RH+電應(yīng)力）。
??加速模型應(yīng)用??：
阿倫尼烏斯模型：通過提高溫度縮短測試周期（如125℃下1000小時(shí)≈25℃下10年）。
韋伯分布：預(yù)測批量器件的失效率（如Fit值）。
??失效根因閉環(huán)??：
測試→失效分析→設(shè)計(jì)改進(jìn)（如SiC替代硅、陶瓷封裝替代塑封）→復(fù)測，形成可靠性提升閉環(huán)。
