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行业应用案例集锦(下)——HASTBHAST高压加速老化试验箱在汽车电子与功率半导体领域的实战
行业应用案例集锦(下)——HAST/BHAST在汽车电子与功率半导体领域的实战,HAST/BHAST高压加速老化试验箱的应用则更深入产品的“基因”,关乎长期可靠性与安全。
 
案例一:汽车发动机控制单元(ECU)中MOSFET的可靠性认证
背景:某半导体公司为其用于引擎舱的功率MOSFET申请AEC-Q101认证。
 
测试选择:必须进行BHAST高压加速老化试验箱试验。这是AEC-Q101的核心测试项,模拟引擎舱高温高湿且器件带电工作的恶劣环境。
 
方案:依据AEC-Q101条件B:130℃/85%RH/0.26MPa, 施加最大额定工作电压Vds, 测试持续96小时。监测栅极漏电流、阈值电压、导通电阻等参数。
 
结果与解决:测试中,部分样品在72小时后出现栅极漏电流急剧增加。失效分析(去封装和SEM)发现,钝化层边缘存在缺陷,湿气在偏压下侵入导致栅氧局部损伤。设计团队改进了钝化层的沉积和光刻工艺,消除了缺陷。重新流片后的芯片通过了全部可靠性测试,成功获得认证。BHAST在此揭示了设计与制程中的薄弱环节。
 
案例二:新能源汽车车载充电机(OBC)PCB的CAF风险评估
背景:为追求高功率密度,OBC的PCB设计采用了更细的线距和更薄的介质层。设计师担心长期可靠性,特别是CAF问题。
 
测试选择:采用BHAST是激发CAF失效最有效的方法。
 
方案:制作包含不同线距、不同板材(标准FR-4 vs. 中Tg vs. 高Tg)、不同玻纤布的测试Coupon。在130℃/85%RH条件下,在线间施加100V DC偏压,持续测试500小时。定期监测绝缘电阻。
 
结果与解决:测试发现,使用标准FR-4、线距小于0.2mm的样本在300小时后绝缘电阻崩溃。切片分析确认了CAF通道的形成。而高Tg材料在相同条件下表现良好。此数据为PCB设计选材提供了关键依据:对于高密度、高电压区域,必须采用抗CAF性能更优的高Tg或无卤素板材。HAST在此为高可靠性设计提供了数据驱动的决策支持。
 
案例三:用于5G基站的GaN RF功率放大器封装可靠性评估
背景:GaN器件工作在高频、高功率下,结温高,且对湿气敏感。其新型封装(如塑封)的可靠性需要验证。
 
测试选择:采用无偏压HAST评估封装材料体系的抗湿气渗透能力,并结合高温工作寿命(HTOL) 进行综合评估。
 
方案:在高压加速老化试验箱110℃/85%RH条件下进行1000小时HAST高压加速老化试验箱测试。测试前后及中间间隔,详细测量S参数(如增益、效率)、漏电等关键射频性能。
 
结果与解决:测试显示,器件小信号增益在测试后期有轻微下降趋势(<0.5dB),但仍在规格内。失效分析未发现明显分层或腐蚀。然而,结合HTOL数据,工程师建立了该器件在高温高湿条件下的性能退化模型,并据此给出了在典型基站环境下的使用寿命预测和降额使用指南。HAST在此不仅是通过性测试,更是性能退化研究和寿命建模的关键输入。
 
这些案例深刻说明了HAST/BHAST在高科技、高可靠性产业中的核心地位:它是连接产品设计、制造与最终长期可靠服役的桥梁和验证工具。通过它,企业能将可靠性从一句口号,转化为可预测、可管理的工程参数。
 
       东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司(以下简称“瑞凯仪器”、“公司”)座落于广东省东莞市横沥镇,是一家集模拟环境可靠性试验设备设计、研发、生产销售及服务为一体的高新技术企业,专业的试验设备制造商和试验解决方案综合服务商。产品通过了ISO9001:2015质量管理体系认证、欧盟CE认证、计量保证等体系认证,与国家计量检测、华南计量检测保持长期合作伙伴关系并全面贯彻执行其质量要求。拥有50多项技术专利,东莞市创新型民营示范企业。
 
       公司主营产品有:HAST试验箱、PCT试验箱、高压加速老化试验箱、非饱和高压加速老化试验机、快速温变试验箱、冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱、高低温试验箱等产品,同时乐意承接制造各种大型非标准复杂环境试验设备及ODM合作。先后在东莞、苏州、长沙、北京、西安等地建立了办事处,同时在全国还建立了完善营销网络和售后服务体系,在国内逐渐树立起良好的品牌形象。产品主要应用在大学院校、科研机构、航空航天、军工、电子光电、电工、塑胶、五金、电池、通信、汽车等领域。不仅赢得了华为、美的、福耀玻璃、松下、宁德新能源、比亚迪汽车、长城汽车等多家世界杰出企业的青睐,更获得中国中车、航天科工集团、中国计量院、中国电信、中国移动、中国南方电网、香港大学、清华大学、中山大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、SGS集团、天祥检测等国防军工企业和科研院所的高度肯定。
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