[发明专利]一种功率半导体器件的可靠性测试方法及系统

说明书

一种功率半导体器件的可靠性测试方法及系统，其中，该方法包括：将待测试功率半导体器件所处环境的温度调整为预设测试温度、相对湿度设置调整为预设相对湿度，向待测试功率半导体器件施加第一预设偏置电压并持续第一预设时长；使待测试功率半导体器件恢复至常温静态测试环境，并在恢复完成后向待测试功率半导体器件施加第二预设偏置电压并持续第二预设时长，测量待测试功率半导体器件的漏电流，得到第一漏电流，根据第一漏电流确定待测试功率半导体器件的故障状态。本方法能够有效评估检验半导体器件长期工作在高湿度环境下的可靠性，从而为设计者选择合适的器件提供参考，使产品能够更好地满足现场运用需求，保证高可靠运用。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种功率半导体器件的可靠性测试方法及系统。

背景技术

功率半导体器件(比如IGBT模块)作为新型变流器的核心器件，已广泛应用于机车牵引、重型驱动、输/配电和可再生能源发电(风力发电和转换等)等领域。

这些应用大多都会受到恶劣环境条件的影响，特别是湿度。功率半导体器件的质量和可靠性都是至关重要，这是因为这些设备常常应用于那些暴露在外的或关键的场合。此外，功率半导体器件在应用中扮演关键的角色。目前一般都是采用经典的THB测试方法来测试功率半导体器件在湿度环境下的可靠性。然而，实际应用证明，在更为恶劣的应用环境条件下(比如热带地区)，现有的THB标准测试并不适用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种功率半导体器件的可靠性测试方法，所述方法包括：

步骤一、将待测试功率半导体器件所处环境的温度调整为预设测试温度、相对湿度设置调整为预设相对湿度，向所述待测试功率半导体器件施加第一预设偏置电压并持续第一预设时长，其中，所述预设相对湿度的取值范围为[90％，97％]，所述第一预设偏置电压的取值范围包括阻断电压的40％至70％；

步骤二、使所述待测试功率半导体器件恢复至常温静态测试环境，并在恢复完成后向所述待测试功率半导体器件施加第二预设偏置电压并持续第二预设时长，测量所述待测试功率半导体器件的漏电流，得到第一漏电流，根据所述第一漏电流确定所述待测试功率半导体器件的故障状态。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一前，所述方法还执行以下步骤：

在常温静态测试环境下，向所述待测试功率半导体器件施加第二预设偏置电压并持续第二预设时长，测量所述待测试功率半导体器件的漏电流，得到第二漏电流；

根据所述第二漏电流判断所述待测试功率半导体器件的故障状态，当所述待测试功率半导体器件无故障时执行所述步骤一。

根据本发明的一个实施例，所述第二预设时长的取值区间为[2.5min，4min]。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，向所述待测试功率半导体器件的集电极与发射极施加所述第二预设偏置电压，所述第二预设偏置电压为阻断电压的75％至85％。

根据本发明的一个实施例，判断所述第一漏电流的波形是否超过所述参考漏电流的波形范围，如果是，则判定所述待测试功率半导体器件存在故障。

本发明还提供了一种功率半导体器件的测试系统，其特征在于，所述测试系统采用如上任一项所述的方法来进行可靠性测试。

根据本发明的一个实施例，所述测试系统包括：

上电装置，其与待测试功率半导体器件连接，用于向所述待测试功率半导体器件施加偏置电压；

试验箱，所述待测试功率半导体器件设置在试验箱内，所述试验箱用于调整所述待测试功率半导体器件所处环境的温度和相对湿度；

控制装置，其与所述上电装置和试验箱连接，用于控制所述上电装置和试验箱的运行状态；