双极晶体管在汽车电子领域被广泛应用,通常在电路中用作放大和开关。用于汽车的半导体器件需要通过车规级的可靠性,其试验严苛程度远超一般的消费级可靠性要求。车载半导体高可靠性要求把大多数的半导体器件生产企业阻挡在了汽车供应链之外。本论文选取代表性的SOT23封装双极晶体管进行车规级可靠性试验设计并实施可靠性试验评价,通过对可靠性失效样品的失效分析结果寻找失效原因,制定对应的改善措施,最终目的是提升SOT23封装双极晶体管可靠性水平,满足汽车级的可靠性认证要求,为其他封装和其他产品的可靠性提升提供参考方法。本论文采用的研究方法主要是:(1)车规级可靠性试验理论分析和试验设计;(2)实施试验验证并对结果进行数据分析;(3)对失效样品进行深入的失效分析,寻找失效根因;(4)分别对封装和芯片进行失效机理探讨及优化;(5)对优化后的样品再次进行车规级认证。本文得出的主要结论为:(1)SOT23封装双极晶体管在HAST项目中出现失效,失效参数和失效现象是直流放大倍数衰减漂移和漏电流超过规范上限;(2)对可靠性试验结果的进一步数据分析显示放大倍数在不同电流条件下都存在衰减漂移,其中小电流条件下衰减漂移比例最大,最大漂移为40%以上,其他电流条件下漂移约10%;(3)失效分析结果显示漏电流失效的原因是框架和塑封料之间存在分层,潮气等沾污进入封装内部形成漏电通道,而放大倍数失效的原因为芯片钝化层存在裂纹,可动离子等杂质从钝化层裂纹进入到钝化层和二氧化硅层,影响了芯片表面的电荷分布,降低了基区和发射区中少子寿命,导致放大倍数衰减漂移,且由于失效机理主要作用于芯片表面,对小电流下的放大倍数衰减最明显;(4)通过选取热膨胀系数和吸水率更小的环氧塑封料,调整压塑模温和注塑压力,增加框架V型沟槽和降低电镀去溢料的电解电流四个优化措施,可以减少封装分层的产生;(5)通过在芯片钝化层结构中增加磷硅玻璃和调整钝化层应力类型为压应力可以减少钝化层裂纹的产生。通过以上研究优化后的SOT23封装双极晶体管可以通过汽车电子级的可靠性认证试验。