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パワー系半導体デバイス信頼性試験
パワー系半導体デバイス信頼性試験
1.パワー系半導体デバイスについて
IPM(インテリジェントパワーモジュール),IGBT,MOS FETなどのパワー系半導体デバイスは、主にモーターを効率よく回す用途に用いられています。 また環境やエコといったことから小型・高効率のニーズが高くそのためデバイスに要求される信頼性も厳しくなってきております。
2.パワー系半導体デバイス信頼性試験
パワー系半導体デバイスの信頼性試験は、主に構成材料の線膨張係数差から 生じる繰返し疲労により、クラックや剥離といった故障モードが発生することが知られています。 また、これらの故障モードが、製品の寿命を決める重要なファクターとしても知られています。 以下に信頼性試験の実施メニューについて一例をご紹介いたします。
信頼性試験メニュー
試験項目
試験方法
試験目的
はんだ付け性
EIAJ=ED4701
はんだ実装時の濡れ性を評価する
温度サイクル
EIAJ=ED4701
低温〜高温に繰返し曝された場合の応力に対する耐性
衝撃
EIAJ=ED4701
製造,輸送,実装、使用中に衝撃を受けた場合の耐性
振動
EIAJ=ED4701
製造,輸送,実装、使用中に振動を受けた場合の耐性
自然落下
EIAJ=ED4701
製造,輸送,実装、使用中に落下した場合の耐性
締め付けトルク
EIAJ=ED4701
実装時の取り付け応力に対する耐性
端子強度
EIAJ=ED4701
実装時に端子に受ける応力への耐性
高温保存
EIAJ=ED4701
高温に曝された場合の耐性
低温保存
EIAJ=ED4701
低温に曝された場合の耐性
耐湿性
EIAJ=ED4701
高温高湿に曝された場合の耐性
断続動作
---
デバイスのON/OFF動作に伴う温度変化による応力への耐性
パワーサイクル *1
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デバイスのON/OFF動作に伴う温度変化による応力への耐性
連続動作
---
連続動作に対する耐性
高温逆バイアス
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連続バイアス印加に対する耐性
【パワーサイクル試験(*1)】
近年、パワー系半導体デバイスは、インバータ用途などで使用される機会が多く、このため新たな故障モードが確認されております。この用途などでは、比較的放熱フィン側の温度が安定した状態で頻繁にON/OFFを繰り返すことが多いため、従来の断続通電試験等では検出できない繰返し疲労による故障モードが存在していることが分かっております。この度弊社では、この故障モードを再現できる試験装置を開発して、新たな信頼性評価をご提供できることが可能となりました。
3.パワー系半導体デバイス故障モード
主な故障モードは
・ESDやEOS等によるチップ過電流破壊
・温度変化による繰返し疲労でのクラック、
剥離(断続動作モード)
・温度変化による繰返し疲労でのクラック、
剥離(パワーサイクルモード)
による、ショートやオープン不良が主となります。
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