近年來，新能源汽車（以混動汽車為起點）被資本，政府和消費者所接受後，功率半導體器件做為電能轉換的核心，也成了資本市場上的寵兒。
特别地，特斯拉推出SiC功率器件後。從英飛淩，三菱，安森美到意法半導體，中車時代電氣，練就了多年各路英豪，在當下車規級功率半導體器件領域各顯其能，在一定程度上，我們想借用英飛淩Hybridpack子產品封裝形式，切入标準化電驅應用領域；
另一部分另辟蹊徑，介紹了雙面冷卻設計和環氧樹脂塑封等工藝，期望登臨工藝巅峰，達到對子產品可靠性和性能降維打擊的目的。
而器件可靠性測試标準也就成了檢驗上述産品“上車”與否的不二名額。
車規級可靠性測試标準有哪些
目前備客戶所認可的功率半導體器件可靠性測試标準有兩種，即AQG-324與AEC-Q101，分别代表着子產品與單管兩種器件的測試要求。
至于其他由國内各機關、團體等機構提出的可靠性測試标準都基本源于以上兩個标準的内容。
在客戶詢問器件對應的可靠性驗證标準時，筆者一般會推薦AQG-324，因為其在序言中嚴格限制了該标準的适用領域：“This document defines requirements, test conditions and tests for validating properties, including the lifetime of power electronics modules and equivalent special designs based on discrete devices, for use in power electronics converter units (PCUs) of motor vehicles up to 3.5 t gross vehicle weight.”
這也證明了我一直以來所宣傳的理念，“車規級的功率半導體器件的試驗标準”裡以“車”為題材，以“半導體器件”為手段。
晶片（SiC或GaN的應用）和封裝結構和材料（采用雙面冷卻結構等）的任何變化隻能增加測試項目或者更替測試方法，無法改變系統對裝置可靠性的要求。
AQG-324标準說了什麼
AQG-324标準内包含四種類的測試，分别是子產品測試（QM）、特性測試（QC）、環境測試（QE）與壽命測試（QL）。
标準内的測試項目通過模拟器件在實際使用情況所受到的各種類型應力，老化器件封裝與晶片的薄弱點，從實作器件實際使用壽命的加速驗證。
子產品測試（QM）主要是通過對裝置靜态電學參數，互連層和外觀缺陷的檢測，以保證裝置滿足開展下一步試驗的基本前提要求和試驗後功能性名額。
特性測試（QC）是用來驗證裝置動态電學特性，短路特性，熱阻和絕緣耐壓特性以評價裝置産品品質。
環境測試（QE）通過采用溫度變化條件以及機械振動/沖擊來驗證功率器件在車輛中的環境适應性。
2021年版QE-01 Thermal Shock（TST）不再強求兩廂式/吊籃式溫度沖擊試驗方案，一箱溫度循環方案或三箱體式溫度沖擊方案從效果上看也被認為是等同的。它的基本檢測要求列于下表。
如果客戶對于産品在環境溫度測試中表現有疑慮（多為塑封器件），則筆者會推薦其借鑒《QC/T 1136-2020 電動汽車用絕緣栅雙極半導體子產品環境試驗要求及試驗方法》。
在此标準中，溫度沖擊與溫度循環測試都納入了考核名額。
在筆者運作的QE-01 Thermal Shock（TST）裝置中，熱電偶會貼在裝置底部（或子產品散熱器内部）上，用來檢測裝置溫度在溫度箱溫度變換時間内是否滿足tdwell>15min這一基本要求。
由于一些客戶強烈要求一小時内能完成一次高低溫沖擊循環次數，箱體高/低極限溫度的設定會遠遠高于裝置的最高或最低儲存溫度，很容易導緻1000個循環中裝置損壞。故而，筆者建議客戶在TST實驗中，甯可通過延長恒溫時間而不是增加箱體溫度來達到實驗要求。
在壽命測試（QL）中，分别考量器件在極限溫度（高溫/低溫）、長時間耐壓（HTRB/HTGB/H3TRB）與多次開關循環（power cycling）條件下的失效。其中，功率循環測試（power cycling）為AQG-324标準中操作難度最高的測試項目，且具有最蹊跷的判定要求。
功率循環是什麼？
功率循環測試原理非常簡單（power cycling）：引入電流加熱晶片，再關閉電流時冷卻晶片，以此類推，在持續引起器件内溫度分布不均與器件封裝材料實體特性（例如熱膨脹系數CTE）不同相結合導緻器件内互聯結構逐漸老化，最終導緻器件失效。
下圖是一個功率循環測試時電流導通和晶片溫度改變的例子。
下圖為功率循環測試（power cycling）中，器件内部溫度分布以器件形變情況。
在功率循環測試（power cycling）過程中，通過采集器件熱阻參數與正向導通電壓來确定器件是否損壞。在測試過程中，如果發現器件正向導通電壓的突然升高情況，則表明器件内部的鍵合線發生了脫落或者斷裂的情況。如果熱阻參數升高，則表明器件在散熱路徑上出現損傷。
在功率循環測試（power cycling）中的失效判定如下所示，其包含鍵合線失效與焊料層失效等多種失效模式。
功率循環測試（power cycling）是各類型測試标準中必備項目，然而其他标準與AQG-324的要求最大的不同之處在于AQG-324中并沒有規定功率循環測試的壽命要求。AEC-Q101标準要求如下：
其中，AEC-Q101标準是筆者最不推薦作為功率循環測試判定名額的，因為在其标準設立之時，功率半導體器件還并未應用于新能源車的主驅部分。
中國汽車行業标準确立秒級與分鐘級功率循環的測試名額，其中分鐘級測試借鑒了AEC-Q101的測試要求。
AQG-324标準對功率循環的要求并不以具體的循環次數作為判定标準，而是需要在不同時間參數與溫度參數的條件下驗證産品方所提出的壽命模型（lifetime model）。
大部分客戶對于壽命模型的建立都比較陌生，對于不同産品間的壽命模型的比較方案也無經驗。是以對于功率循環測試方案的設定成為AQG-324标準中重點。