如上节所述，与塑封产品相比，凝胶填充模块对湿度更为敏感，这是因为湿气对凝胶材料的渗透性较高。这不仅适用于Si器件也适用于SiC。
文献中也有佐证：仅针对凝胶基模块，SiC器件报告了一种额外的失效机制，即使在（包括扩展的）标准测试中也不会被触发，该机制与SiC的特殊材料特性、封装内部高湿环境以及特定应用条件有关。它描述的是器件在动态条件下的退化，而静态电压应力下观察不到。英飞凌的SiC器件对这种材料相关的新型特异失效模式具有良好的鲁棒性。
未叠加温度循环的动态湿度测试
如上节所述，动态应力会影响可靠性：开关器件典型的边缘终端充放电效应，在开关性能明显优于Si 的SiC 中更为突出。因此动态H3TRB是一种可行的应力测试，用于验证边缘终端的可靠性不会因器件开关引起的电场强度持续变化而受到负面影响。如果适当调整占空比，动态H3TRB还可以帮助发现与电压快速上升 (dv/dt) 过冲相关的失效机制（更高阻断电压、加速老化）。由于工业和汽车应用在湿气暴露方面具有相似性，所采用的认证措施也类似，对比表3、表4和表5即可看出。
边缘终端充放电效应，即在器件开关时，边缘终端区域的电场快速建立/消失（需要给终端的寄生电容充电/放电）。
SiC：开关速度更快（dv/dt更高，可达100V/ns）
Si：开关速度较慢（dv/dt较低，约10-50V/ns）
开关速度更快，导致dv/dt更大，从而边缘终端电容充放电电流更快，这导致了终端电场变化更剧烈，对终端钝化层/保护结构的应力更大，长期可靠性风险更高（如电荷注入、局部过热）
没有这些测试方法，就不可能开发出前面提到的创新钝化概念，用于保护边缘终端免受湿气渗透。事实上，正是借助HV-H3TRB和动态H3TRB测试，多种新型失效机制才得以被发现并最终被消除。
只有开发出新的钝化概念，并重复进行增强型湿度应力测试，SiC技术才有可能被批准用于汽车应用。英飞凌在这一过程中，充分借鉴了众多工业产品发布过程中积累的经验（图47）。
因此，AQG324 Rev3建议对SiC模块进行高压动态湿度测试。测试条件与熟知的HV-H3TRB类似，但在此测试中，施加于器件的电压以高于10kHz的频率进行开关切换。
英飞凌的汽车级和工业级认证CoolSiCTM MOSFET能够承受这种应力，图48给出了动态H3TRB测试前后的漏电流曲线示例。
叠加温度循环的动态湿度测试
未叠加温度循环的动态H3TRB测试条件，旨在模拟逆变器在加速条件下的气候环境，例如汽车驱动系统。但在其他应用中（比如光伏系统），逆变器安装在室外高湿环境中，这甚至还不是最恶劣的情况。
例如：潮湿天气后的寒冷夜晚，凝胶封装模块吸饱了湿气，芯片表面甚至可能发生冷凝。随后太阳升起，照射到光伏面板，芯片必须在这种高度潮湿、四周遍布水汽的环境中开始工作。这个假设性实验表明，芯片在存在冷凝水的情况下运行是可能发生的。这一点也与气候等级4k4h相一致，该等级也允许芯片表面出现冷凝现象。
为开发出即使在如此极端条件下也能可靠运行的凝胶封装模块CoolSiCTM芯片，英飞凌专门开发了一种测试方法，用于在技术认证过程中验证CoolSiCTM芯片在凝胶模块中的长期稳定性。该测试称为AC-HTC测试（交流-湿度-温度循环），该试验是与应用专家密切合作开发出的，能够模拟光伏系统应用的运行模式。系统的应力条件示意图见图49，持续数小时的测试周期分为两个阶段：
Ta < 0°C： 低温、高湿，导致芯片表面冷凝、模块内湿度极大。为防止自加热导致冷凝水变干，此阶段不施加电压。
Ta > 0°C： 温度升至最高85°C，应力器件以较高频率和电压开关（类似于动态H3TRB和实际应用条件）。
如果边缘终端区的钝化处理不充分，终端将出现退化，导致测试期间和应用中均过早失效。因此，模块中的所有SiC器件均配备了叠层钝化膜，在恶劣条件下保护器件表面，并成功通过持续120天的AC-HTC测试而无任何可见退化。
英飞凌对SiC二极管和CoolSiCTM MOSFET进行的长期HV-H3TRB、AC-HTC试验结果，以及多年来积累的现场应用经验，均证明了CoolSiCTM器件在潮湿环境的严苛现场条件下依然可靠。
本公众号内容基于英飞凌2025年10月发布的《英飞凌如何控制和保证基于SiC的功率半导体器件的可靠性白皮书》进行整理、分析与解读，版权归原作者所有，本文仅作学术交流与技术讨论，不构成对原文的实质性替代，详细内容请阅读原文，如有不当引用请联系删除。
