為確保整流二極管在高溫、高濕、振動、沖擊等極端環境下的可靠性，需通過一系列標準化實驗測試進行驗證。以下結合國際測試標準與工程實踐，系統介紹測試方法及實施要點：

??一、環境應力測試??

??1.高溫存儲測試（HTSL）??

??目的??：評估高溫對材料老化的影響。

??測試條件??：

溫度：150℃（硅器件）或175℃（SiC器件）

時長：168–1000小時（不通電）

??失效判據??：

反向漏電流（IR）增長＞200%

正向壓降（VF）偏移＞10%

??2.溫度循環測試（TC）??

??目的??：驗證熱膨脹失配導致的疲勞失效。

??測試條件??：

范圍：-55℃↔125℃（車規級）或-65℃↔150℃（軍規級）

循環次數：500–1000次（每循環≤30分鐘）

??失效判據??：

焊點裂紋（X射線檢測）

熱阻（RθJA）增加＞15%

??3.濕熱試驗（THB/H3TRB）??

??目的??：檢測濕氣滲透引發的腐蝕與漏電。

??測試條件??：

85℃/85%RH+反向偏壓（如80%VRRM）

時長：500–1000小時

??失效判據??：

IR增長＞1個數量級

金屬遷移（SEM觀測）

二、電應力測試??

??1.浪涌沖擊測試??

??目的??：模擬雷擊或開關浪涌的耐受能力。

??測試條件??：

波形：8/20μs（電壓浪涌）、10/1000μs（電流浪涌）

等級：工業級（1kV/1kA）、車規級（2kV/3kA）

??失效判據??：

擊穿電壓（VBR）偏移＞10%

硬失效（短路/開路）

??2.高溫反向偏壓測試（HTRB）??

??目的??：評估高溫高壓下的漏電穩定性。

??測試條件??：

125℃+80%VRRM（如600V器件施加480V）

時長：168–500小時

??失效判據??：

IR＞5μA（硅器件）或＞1μA（SiC器件）

??3.高溫工作壽命測試（HTOL）??

??目的??：驗證長期通電下的性能退化。

??測試條件??：

125℃+額定電流（IF）

時長：1000小時（加速因子由阿倫尼烏斯模型計算）

??失效判據??：

VF漂移＞10%

熱失控（紅外熱像儀監測局部熱點）

三、機械應力測試??

??1.隨機振動測試??

??目的??：模擬運輸或車載環境的機械疲勞。

??測試條件??：

頻率：10–2000Hz

加速度：5–50Grms（車規級要求＞20Grms）

??失效判據??：

引腳斷裂（X射線或聲學掃描）

焊點脫落（染色滲透檢測）

??2.機械沖擊測試??

??目的??：驗證瞬時沖擊下的結構完整性。

??測試條件??：

半正弦波：5000G/0.5ms（軍規MIL-STD-883H）

三軸沖擊（X/Y/Z方向各3次）

??失效判據??：

封裝開裂（顯微鏡觀測）

鍵合線斷裂（FIB-TEM分析）

??四、失效分析技術??

??電參數分析??：

使用半導體參數分析儀（如Keysight B1500A）測量IR、VF、VBR漂移。

??微觀結構檢測??：

X射線斷層掃描（3D-CT）：定位內部裂紋、分層。

聚焦離子束（FIB）+TEM：觀察晶格缺陷、金屬遷移。

??熱成像分析??：

紅外熱像儀（如FLIR A655sc）捕捉熱分布不均或局部過熱點。

五、測試標準與評估體系??

??總結：測試設計要點??

??多應力耦合測試??：

實際工況常為多應力疊加（如高溫+振動+電浪涌），需設計綜合測試（如HAST試驗箱同步施加85℃/85%RH+電應力）。

??加速模型應用??：

阿倫尼烏斯模型：通過提高溫度縮短測試周期（如125℃下1000小時≈25℃下10年）。

韋伯分布：預測批量器件的失效率（如Fit值）。

??失效根因閉環??：

測試→失效分析→設計改進（如SiC替代硅、陶瓷封裝替代塑封）→復測，形成可靠性提升閉環。