Power Tester功率循環(huán)及熱測(cè)試平臺(tái)

 

一、產(chǎn)品概述

先進(jìn)的測(cè)試?yán)砟睿和粋€(gè)測(cè)試平臺(tái)可以同時(shí)進(jìn)行功率循環(huán)和熱測(cè)試，任何與老化降級(jí)相關(guān)的熱效應(yīng)都可以在不移動(dòng)待測(cè)器件的情況下通過(guò)結(jié)構(gòu)函數(shù)在線監(jiān)測(cè)，與傳統(tǒng)的老練設(shè)備相比更加節(jié)省時(shí)間，能獲得完整的失效數(shù)據(jù)。

先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)：熱測(cè)試設(shè)備T3Ster的熱瞬態(tài)測(cè)試技術(shù)及結(jié)構(gòu)函數(shù)分析方法。

測(cè)試范圍廣：可測(cè)試MOSFET, IGBT以及二極管等器件。

簡(jiǎn)單易用的觸摸屏界面：Power Tester 在功率循環(huán)測(cè)試期間能夠記錄包括電流、電壓、溫度、結(jié)構(gòu)函數(shù)等信息在內(nèi)的參數(shù)。

多種功率循環(huán)模式：Power Tester 包含了恒定時(shí)間Ton和Toff，恒定電流，恒定殼溫變化ΔTC，恒定結(jié)溫變化ΔTJ以及恒定功率變化ΔP等模式。

實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)函數(shù)診斷：方便用戶快速地獲得循環(huán)過(guò)程中的缺陷，對(duì)應(yīng)的循環(huán)數(shù)以及失效原因等。

無(wú)需功率循環(huán)后的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)及破壞性失效分析：無(wú)需再使用傳統(tǒng)的x射線、超聲波或者其他的破壞性方法來(lái)進(jìn)行失效分析。

測(cè)試操作簡(jiǎn)便：用戶只需根據(jù)系統(tǒng)提示將器件對(duì)應(yīng)管腳連接到設(shè)備，無(wú)需了解復(fù)雜的測(cè)試電路。

幫助用戶設(shè)計(jì)更加可靠的電子封裝產(chǎn)品：Power Tester提供的特性化測(cè)試數(shù)據(jù)，可以直接導(dǎo)出給熱仿真軟件FloTHERM，利用實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)模型自動(dòng)校準(zhǔn)功能，幫助用戶得到精確的，符合實(shí)際的仿真模型。

預(yù)估器件壽命：幫助用戶獲得功率電子器件在真實(shí)應(yīng)用條件下的使用壽命。

 

二、產(chǎn)品信息

      

       PWT 1500A/1800A/3600A                        PWT 600A                        PWT2400A                                     

 

 

1、產(chǎn)品型號(hào)

型號(hào)	1500A 3C 12C	PWT 1800A 12C 12V	PWT 3600A 12C 6V	PWT 600A 16C 48V	2400A 16C12V
加熱通道數(shù)	3	3	3	2	4
最大輸出電流	500A * 3	600A *3	1200A *3	300A*2	600A*4
最大輸出電壓	8V	12V	6V	48V	12V
測(cè)試通道數(shù)	3/12(3*4)	12(3*4)	12(3*4)	16(2*8)	16(4*4)
測(cè)試電流源	3	3	3	2	4
外部PT100連接器	3	3	3	16	16
是否含有液冷板，流量控制器	是	是	是	否	否

PWT 1500 功率輸出模塊示例

 

2、測(cè)試模塊

熱瞬態(tài)測(cè)試通道	柵極電流I(g,off)監(jiān)測(cè)通道
內(nèi)置T3Ster技術(shù)，瞬態(tài)采樣率最快1μs， 可在功率循環(huán)期間定期生成結(jié)構(gòu)函數(shù)	測(cè)試范圍：250 pA.. 100μA

 

3.溫度探測(cè)器

1、每塊液冷板的出水口和中心位置各有一個(gè)pt100探測(cè)器

2、額外預(yù)置了三個(gè)溫度傳感器接口，可利用其測(cè)試任意位置的溫度。用戶需自行提供傳感器，支持負(fù)溫度系數(shù)傳感器或熱電偶。

 

4、冷板

1）左板

      用于K-系數(shù)測(cè)試

      需要外部的溫控循環(huán)設(shè)備(推薦Julabo)

2）右板

      用于功率循環(huán)

      需要外部的冷水機(jī)或者循環(huán)水

      可配置冷卻液流量 (手動(dòng))

3）樣品固定夾具

      每塊冷板上配備有可移動(dòng)的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有壓緊桿。

       可以將器件固定在冷板上任意位置.

4）液體泄漏保護(hù)

       內(nèi)嵌液體探測(cè)器，配備泄漏排水管

 5）通過(guò)T型閥門，支持第三方冷板

   

 

5、安全設(shè)計(jì)

1）一體化實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)

2）透明的Lexan保護(hù)罩方便目測(cè)，防止測(cè)試期間受外界干擾

3）自動(dòng)探測(cè)保護(hù)罩是否打開大電流僅在保護(hù)罩關(guān)閉的情況下才允許開起防止被高溫金屬燙

4）煙霧探測(cè)器 系統(tǒng)將會(huì)緊急停止一旦探測(cè)到煙霧

5）液體泄漏探測(cè)器 系統(tǒng)將會(huì)緊急停止一旦探測(cè)到液體泄漏

6）系統(tǒng)狀態(tài)燈塔

7）緊急停止按鈕

 

6、計(jì)算機(jī)配置

1）內(nèi)嵌控制PC高可靠性工控機(jī)& 自帶操作系統(tǒng)保證長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性

2）觸摸屏操作不需要鼠標(biāo)或鍵盤

3）為PC專門提供UPS,保證緊急斷電或其他情況下的數(shù)據(jù)安全

 

三、測(cè)試模式及測(cè)試原理

1、全新測(cè)試模式：同時(shí)進(jìn)行功率循環(huán)和熱測(cè)試模式

? 利用功率循環(huán)對(duì)待測(cè)器件施加老化應(yīng)力

? 根據(jù)器件達(dá)到失效的循環(huán)數(shù)預(yù)估其壽命

? 功率循環(huán)期間定期進(jìn)行熱瞬態(tài)測(cè)試，并監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)

? 功率循環(huán)期間，任何與老化降級(jí)相關(guān)的熱效應(yīng)都可以在不移動(dòng)待測(cè)器件的情況下通過(guò)結(jié)構(gòu)函數(shù)在線監(jiān)測(cè)

? 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶提前設(shè)定的條件增加熱瞬態(tài)測(cè)試的頻率

2、熱瞬態(tài)測(cè)試：用于測(cè)試待測(cè)器件的結(jié)溫，熱阻，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)函數(shù)分析 

– 遵循JEDEC JESD 51-1 靜態(tài)測(cè)試法 

– 遵循IEC 60747的測(cè)試方法 

– 利用結(jié)構(gòu)函數(shù)分析散熱路徑的熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu) 

– 支持利用JEDEC JESD 51-14標(biāo)準(zhǔn)定義的瞬態(tài)熱界面法測(cè)試結(jié)殼熱阻RthJC

 

1）k系數(shù)測(cè)試

 

 

 

 

2）熱測(cè)試

– 通入工作功率，使結(jié)溫在特定的散熱環(huán)境下升高達(dá)到飽和。

– 將工作功率快速切換到進(jìn)行k系數(shù)測(cè)試時(shí)的測(cè)試電流。

– 在結(jié)溫下降過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集pn結(jié)電壓，再通過(guò)K系數(shù)得到結(jié)點(diǎn)的降溫曲線，采樣間隔最快為1us。

 

3）結(jié)構(gòu)函數(shù)分析——描述器件熱傳導(dǎo)路徑的模型

 

 

? 結(jié)構(gòu)函數(shù)上越靠近y軸的地方代表著實(shí)際熱流傳導(dǎo)路徑上接近芯片有源區(qū)的結(jié)構(gòu)，而越遠(yuǎn)離y軸的地方代表著熱流傳導(dǎo)路徑上離有源區(qū)較遠(yuǎn)的結(jié)構(gòu)。

? 積分結(jié)構(gòu)函數(shù)是熱容—熱阻函數(shù)，曲線上平坦的區(qū)域代表器件內(nèi)部熱阻大、熱容小的結(jié)構(gòu)，陡峭的區(qū)域代表器件內(nèi)部熱阻小、熱容大的結(jié)構(gòu)。

? 在結(jié)構(gòu)函數(shù)的末端，其值趨向于一條垂直的漸近線，此時(shí)代表熱流傳導(dǎo)到了空氣層，由于空氣的體積無(wú)窮大，因此熱容也就無(wú)窮大。從原點(diǎn)到這條漸近線之間的x值就是結(jié)區(qū)到空氣環(huán)境的熱阻，也就是穩(wěn)態(tài)情況下的熱阻Rja 。

 

3、功率循環(huán)測(cè)試

1）功率循環(huán)模式

在功率循環(huán)過(guò)程中，提供各種不同的功率模式，包括：

– 恒定電流

– 恒定殼溫的變化ΔTC

– 恒定結(jié)溫的變化ΔTJ

– 恒定功率的變化ΔP

 

2）、功率循環(huán)功能

– 功率循環(huán)期間，記錄的數(shù)據(jù)包括：

電學(xué)參數(shù)：UCE ，柵極電流I(g,off)， ΔP等

熱學(xué)參數(shù) ：ΔTJ ， Tjmax， Tjmin，， ΔTJ / ΔP，Rth以及結(jié)構(gòu)函數(shù)等

電學(xué)參數(shù)記錄

熱學(xué)參數(shù)記錄

功率循環(huán)信息記錄

 

 

四、測(cè)試流程

1、創(chuàng)建器件并定義器件參數(shù)

（1）定義器件種類并選擇測(cè)試方法。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶的選擇自動(dòng)切換不同的接線方式

（2 ) 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶的選擇自動(dòng)切換不同的接線方式，即使非電子專業(yè)背景的操作人員也能夠按照標(biāo)準(zhǔn)定義的測(cè)試方法對(duì)器件進(jìn)行測(cè)試。

 

創(chuàng)建器件

（2）、設(shè)置k系數(shù)測(cè)試參數(shù)

          用戶可設(shè)置測(cè)試電流，柵壓，溫度范圍以及溫度穩(wěn)定判據(jù)

         

器件定標(biāo)參數(shù)設(shè)置

2、 熱測(cè)試

設(shè)置熱測(cè)試的參數(shù)，用戶可自定義測(cè)試時(shí)間，也可以使用自動(dòng)熱穩(wěn)態(tài)判定。由系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別器件是否達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。

         

3、 功率循環(huán)測(cè)試

（1） 設(shè)置功率參數(shù),包括熱測(cè)試加熱電流，功率循環(huán)電流等

功率參數(shù)設(shè)置

（2） 設(shè)置測(cè)試參數(shù)

設(shè)置熱測(cè)試間隔時(shí)間，柵極電流測(cè)試間隔時(shí)間等。

       

測(cè)試參數(shù)設(shè)置

用戶可提前預(yù)設(shè)電壓，結(jié)溫，電流等參數(shù)，當(dāng)該指標(biāo)達(dá)到一定條件后，可以自動(dòng)更改熱測(cè)試間隔。

自動(dòng)測(cè)試間隔設(shè)置

 

（3） 設(shè)置功率循環(huán)參數(shù)

選擇功率循環(huán)模式，設(shè)置on和off的時(shí)間以及最大功率循環(huán)數(shù)等參數(shù)

設(shè)置功率循環(huán)參數(shù)

（4） 設(shè)置失效判據(jù)

用戶可通過(guò)絕對(duì)值或者百分比的方式設(shè)置器件失效的判據(jù)，當(dāng)器件參數(shù)達(dá)到失效判據(jù)，功率循環(huán)將停止。

設(shè)置失效判據(jù)

（5）設(shè)置液冷板的水流量

設(shè)置水流量

 

1、先進(jìn)的測(cè)試?yán)砟睿和粋€(gè)測(cè)試平臺(tái)可以同時(shí)進(jìn)行功率循環(huán)和熱測(cè)試，任何與老化降級(jí)相關(guān)的熱效應(yīng)都可以在不移動(dòng)待測(cè)器件的情況下通過(guò)結(jié)構(gòu)函數(shù)在線監(jiān)測(cè)，與傳統(tǒng)的老練設(shè)備相比更加節(jié)省時(shí)間，能獲得完整的實(shí)效數(shù)據(jù)。

2、先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)：使用熱測(cè)試設(shè)備T3Ster的熱瞬態(tài)測(cè)試技術(shù)及結(jié)構(gòu)函數(shù)分析方法。

3、測(cè)試范圍廣：測(cè)試包括功率MOSFET，功率IGBT以及功率二極管等電力電子設(shè)備。

4、簡(jiǎn)單易用的觸摸屏界面：功率循環(huán)測(cè)試期間能夠記錄包括電流、電壓、結(jié)溫、結(jié)構(gòu)函數(shù)以及結(jié)構(gòu)改變等信息在內(nèi)的參數(shù)。

5、多種功率循環(huán)模式：測(cè)試平臺(tái)包含了恒定時(shí)間Ton和Toff，恒定電流，恒定殼溫變化ΔTC，恒定結(jié)溫變化ΔTJ以及恒定功率變化ΔP等模式。

6、實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)函數(shù)診斷：方便用戶快速地獲得循環(huán)過(guò)程中的缺陷，對(duì)應(yīng)的循環(huán)數(shù)以及失效原因等。

7、無(wú)需功率循環(huán)后的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)及破壞性失效分析：無(wú)需再使用傳統(tǒng)的x射線、超聲波或者其他的破壞性方法來(lái)進(jìn)行失效分析。

8、測(cè)試操作簡(jiǎn)便：用戶只需根據(jù)提示將器件對(duì)應(yīng)管腳連接到設(shè)備，無(wú)需了解器件的具體接線方式。