隨著汽車電動化、智能化的發展，汽車芯片迎來發展高峰。

相對于對消費級電子芯片，車用芯片對環境、振動，沖擊、可靠性、一致性都提出了較高的要求。一般的汽車芯片設計壽命都在 15 年 20 萬公里左右，遠大于消費電子產品壽命要求，可靠性要求之高可以想象。

半導體在汽車中的應用集中為傳感器、微控制器和功率半導體。其中，隨著汽車電子化率的提高，功率半導體增加量最為明顯。

因為與傳統燃油車和弱混動力車相比，電動汽車少了發動機和啟停系統，但多出了電池、電機、電控核心部件以及車載DCDC、電空調驅動、車載充電器（OBC）等電力電子裝置。它們將動力電池所存儲的電能轉化為驅動電機、車載低壓用電設備、空調電機所需的電能。這都離不開能夠實現電能轉換和控制的功率半導體。

汽車自動化程度越高，對功率器件的使用數量及安全性要求越高。因此，可對功率器件的檢測設備的重要性逐步凸顯。

當前，功率器件從生產到銷售的各個環節均有檢測的需求，如靜態參數測試、動態參數測試、極限能力測試、老化可靠性壽命測試、失效分析等。

據悉，功率器件IGBT的壽命相關測試可以分成兩部分，一部分是對于芯片本身壽命的考核，另一部分是對機械連接的考核。其中對芯片本身壽命的考核有如下內容：

HTRB，高溫高壓反偏測試，測試IGBT芯片的耐高壓的可靠性。

HTGB，高溫門極應力測試，測試IGBT芯片門極的耐壓可靠性。

H3TRB，高溫高濕反偏測試，測試IGBT芯片在高濕環境的可靠性。

HV-H3TRB，高壓高溫高濕反偏測試，這是H3TRB的更嚴苛版本，因為高濕的本質是對芯片鈍化層的一種腐蝕，而高壓會加速這種腐蝕。

上述幾條主要是評估芯片的耐久性，在這些測試條件下，只要時間足夠長，芯片肯定會壞的。

對于IGBT模塊來說，模塊外部是外殼和金屬端子，內部不僅有芯片，還有綁定線，還有絕緣陶瓷襯底，還有焊接層，我們統稱機械連接。那如何評估這些機械連接的耐久性呢？這就是功率循環，熱循環，熱沖擊，以及振動測試。

什么是功率循環？

功率循環測試是一種功率半導體器件的可靠性測試方法，被列為AEC-Q101與AQG-324等車規級測試標準內的必測項目。與溫度循環測試相比，功率循環是通過器件內部工作的芯片產生熱量，使得器件達到既定的溫度；而溫度循環則是通過外部環境強制被測試器件達到測試溫度。

簡而言之，一個是運動發熱，一個是高溫中暑。

由于在功率循環測試中的被測試器件的發熱部分集中在器件工作區域，其封裝老化（aging）模式與正常工作下的器件相類似，故功率循環測試被認可為最接近于實際應用的功率器件可靠性測試而受到廣泛的關注。

功率循環測試是用于驗證器件內部鍵合線與焊料層可靠性的最佳測試方法。廣東能芯現有6臺國內外品牌的功率循環測試設備配套支持Infineon-HPD模塊的直接水冷系統，并計劃于2021年將設備數量增加至15臺，致力于打造國內參數范圍最廣，容量最大，響應速度最快、技術最先進的功率循環測試平臺，幫助客戶在最短時間內建立產品的功率循環測試壽命模型。

作為第三方功率半導體器件的知名檢測服務平臺，廣東能芯半導體科技有限公司2019年6月成立于廣東省佛山市，是由廣東省科學院控股的第三方功率半導體器件檢測服務平臺。

廣東能芯現有實驗室面積900余平米，擁有種類齊全的可靠性測試設備與分析儀器，可以完整支持-AQG-324功率半導體模塊與部分AEC-Q101功率半導體單管的車規級可靠性測試標準，包括高低溫沖擊、機械振動等環境老化測試、HTRB/HTGB/H3TRB等帶電老化測試、功率循環測試、動靜態/絕緣耐壓/熱阻等器件參數測試，以及超聲波掃描檢測等。

測試項目與設備展示

（1）功率循環測試

功率循環測試是用于驗證器件內部鍵合線與焊料層可靠性的最佳測試方法。廣東能芯現有6臺國內外品牌的功率循環測試設備配套支持Infineon-HPD模塊的直接水冷系統，并計劃于2021年將設備數量增加至15臺，致力于打造國內參數范圍最廣，容量最大，響應速度最快、技術最先進的功率循環測試平臺，幫助客戶在最短時間內建立產品的功率循環測試壽命模型。

（2）HTRB/HTGB/H3TRB

HTRB/HTGB/H3TRB是用于驗證功率器件在高溫/高濕/高電壓可靠性的最佳測試方案組合。廣東能芯具有2000V電壓范圍以內的全套模塊與單管的HTRB/HTGB/H3TRB測試設備，并具有多種封裝形式的老化夾具，可以及時響應測試需求。

（3）超聲波掃描顯微分析（SAM）

超聲波掃描顯微分析（SAM）可以在可靠性測試前后對比器件內部焊料層與陶瓷基板的損壞情況。廣東能芯所采購的超聲波掃描設備的透射掃描探頭支持對帶有pin-fin基板結構的功率半導體模塊進行失效分析。

（4）熱阻測試(Rth)

熱瞬態測試儀采用JEDEC靜態測量法，以1us的高速采樣率實時記錄溫度隨著時間的瞬態響應曲線，通過結構函數分析方法，獲得器件熱流傳導路徑上的各層結構熱阻數據。廣東能芯所采購的T3ster熱阻測試系統以及MicRed PwT 1500A 功率循環系統可以支持單管與模塊的瞬態熱阻及結構分析。

（5)半導體動靜態參數測試

半導體參數測試儀是用于檢測IGBT/MOSFET/Diode等多種功率半導體器件的靜態電學參數的測試系統。廣東能芯與深圳華科智源協同設計生產的半導體參數測試儀具有量程寬、精度高、數據庫自動歸檔等特點，配套各類測試夾具可以在1600A/5000V范圍內支持從單管到模塊的靜態參數檢測。

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