在半導體封裝材料可靠性分析中高壓 TSDC 熱刺激電流測試系統的應用

半導體封裝材料（EMC）直接決定芯片長期工作穩定性，高溫反向偏壓測試（HTRB）是衡量封裝材料耐高壓、抗電荷累積能力的關鍵項目。Huace-TSDC 高壓熱刺激電流測試系統依托高精度弱信號采集與寬溫域測試能力，可準確分析材料內部電荷捕獲、弛豫特性，預判封裝器件 HTRB 服役性能，成為半導體封裝材料研發與可靠性驗證的核心設備。
一、半導體封裝材料測試現存難點
封裝材料內部陷阱電荷、空間電荷會在高壓、高低溫交變工況下逐步釋放，引發器件漏電、性能失效。傳統檢測手段無法直觀表征材料電荷存儲與弛豫規律，且該類測試屬于超微弱電流檢測，電網諧波、線路漏電流、接觸干擾極易造成數據失真，難以準確評估材料長期可靠性。同時常規設備溫區不足，無法模擬芯片全溫域工作環境。
二、抗干擾設計，實現飛安級弱信號采集
系統搭載專用抗干擾模塊，可濾除電網諧波干擾，配合數據自動平均算法，剔除接觸不穩、瞬時充電電流帶來的異常數據。設備電流測量分辨率可達1fA，適配高阻封裝材料的微弱電荷信號檢測，準確捕捉電荷釋放全過程，保證試驗數據真實。
三、寬溫域 + 高壓輸出，模擬器件實際服役工況
設備溫度區間覆蓋 -100℃~300℃，采用液氮制冷 + 空氣加熱組合模式，控溫精度達 ±0.25℃，升溫速率可設定，完整復現芯片低溫儲存、高溫工作的全溫變場景。輸出電壓 ±10kV，可對樣品施加強電場完成極化處理，真實模擬器件高壓偏置工作狀態，分析不同溫壓條件下的電荷活化能與弛豫特性。
四、專用夾具結構，降低測試附加誤差
采用黃銅電極搭配 99 氧化鋁陶瓷、PEEK 絕緣輔材，絕緣性能優異，可大幅減少夾具自身漏電流對測試的影響。適配直徑≤50mm、厚度≤3mm 的常規封裝試樣，結構穩定，裝夾便捷，滿足不同配方、不同批次 EMC 材料的對比測試需求。
五、智能化軟件，簡化試驗與數據管理
配套 Huacepro 測控軟件支持中英文操作界面，試驗狀態實時可視化監測，自帶故障告警、權限管理功能。測試完成后可自定義報表格式，一鍵導出 Excel、PDF 報告，便于試驗數據歸檔、對比分析與輸出。設備還可拓展熱釋電、漏電流、自定義波形激勵等測試功能，實現一機多用。
六、反向指導材料配方與工藝優化
研發人員通過 TSDC 曲線解析封裝材料陷阱能級、電荷遷移規律，預判材料在 HTRB 測試中的表現，提前篩選高可靠性原料，優化材料配比與固化工藝，從源頭降低封裝器件長期使用中的漏電、失效風險，縮短新材料研發周期。