功率半导体器件可靠性控制与应用.pdf

功率半导体器件可靠性控制与应用 功率半导体器件 如晶闸管 二极管等广泛应用于功率变换 自动控制 电 力驱动 脉冲功率等领域 对于这些领域中应用的装置而言 可靠性是设计制造 及使用者最关心的问题 装置的高可靠性对功率半导体器件的可靠性也提出了更 高要求 为了保证给用户提供高可靠性的产品 近年来 仪元公司不断致力于功 率器件的阻断能力 电流及过载能力 动态参数的性能提升 与此同时 进一步 加强了器件的可靠性控制和试验工作 一 半导体功率器件可靠性基本概念 9 半导体功率器件的可靠性一般用失效率 1/hour 1FIT=1/10 Hours 来表示 图一中曲线a 为器件的典型失效率 早期失效 偶然失效 疲劳失效 失 曲线 从图中可以看出 器件的失 效 率 效过程可分为三个阶段来描述 包 括 早期失效 偶然失效和疲劳失 效 早期失效至疲劳失效间的时 时间 间段 可以理解为器件的寿命 图一 失效率与时间关系 对功率半导体器件的研究和统计表明 器件失效率最高的时期发生在器件刚 开始使用的早期失效阶段 图一中虚线b 是器件的实际失效率曲线 从图中可以 看到一个有趣的现象 就是某一器件使用越久 它的可靠性会越高 这是因为对 器件而言 它的真正疲劳失效的寿命是非常长的 远长于器件工作的装置的设计 寿命 二 仪元公司的可靠性与质量控制体系 由上述介绍可知 降低器件早期失效率 可以明显提高用户使用时的可靠性 为降低出厂器件的早期失效率 仪元公司一方面 加强器件的检测 试验控 制 最大限度地让某些存在缺陷的器件在到达用户之前失效暴露出来 另一方面 针对器件失效的根本原因 建立了一套完整的器件质量控制体系 确保器件质量 控制系统具有缺陷预防和自我纠正及改进功能 图二为仪元公司器件质量控制流 程图 针对器件制造工艺的特殊性 仪元公司特别在以下几方面制定了完善的控制 体系 并确保严格实施 a.工艺环境控制体系 包括制造环境的洁净度 温度 湿度 以及水 气的 纯净度要求 b.检测装置及测量仪器的控制体系 c.原材料控制体系 d.产品生产过程控制体系 e.过程检测和最终测试控制 f.产品质量记录传递及分析控制 阶段阶段 市市 场场 销销 售售 设计设计//产品策划产品策划 制制 造造 质量保证质量保证 生产控制生产控制 市 场 服 务 设 计 产品开发计划 / 开 设 计 \ 开 发 \ 设 计 评 审 发 原材料认可 试制 / 试 测试 试验 试制评审 制 工艺文件准备 小批量生产 型式试验 产品定型 批 订单