盤點(diǎn)Power Tester功率循環(huán)測試設(shè)備的九大優(yōu)勢

Power Tester 功率循環(huán)實(shí)驗(yàn)測試設(shè)備是在 T3Ster瞬態(tài)熱測試系統(tǒng)上發(fā)展而來的，T3Ster 系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)專業(yè)智能化、高精度測量半導(dǎo)體器件熱特性的瞬態(tài)熱測試系統(tǒng)。T3Ster系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備，它與PC一起使用，可以對瞬態(tài)熱測試進(jìn)行控制，并通過T3Ster-Master軟件對瞬態(tài)熱測試的結(jié)果進(jìn)行評估和分析。設(shè)備能夠?qū)Ρ粶y的半導(dǎo)體器件施加預(yù)先設(shè)置的加熱功率，并記錄半導(dǎo)體器件在這個(gè)加熱功率下的復(fù)雜的熱學(xué)反應(yīng)。用戶通過T3Ster-Master軟件計(jì)算和處理所測的原始數(shù)據(jù)，獲得溫度隨時(shí)間的瞬態(tài)變化曲線，并通過結(jié)構(gòu)函數(shù)非常詳細(xì)的將熱流路徑上各層材料的熱阻和熱容的特性呈現(xiàn)出來，熱流路徑上各層材料包括半導(dǎo)體器件封裝內(nèi)部的 Die Chip、Die Attach、Lead Frame、Insulator、底殼金屬散熱器、封裝外部的導(dǎo)熱硅脂和外部的熱沉。

Power Tester帶兩套軟件，一套是PowerTester Post processing tool后處理軟件，一套是T3Ster Master軟件。Power Tester設(shè)備分析和處理的結(jié)果可以進(jìn)一步與半導(dǎo)體器件的仿真結(jié)果做比較，對仿真模型進(jìn)行修正，從而提高設(shè)計(jì)能力。

Power Tester首次同時(shí)集成了自動(dòng)功率循環(huán)、熱測試以及結(jié)構(gòu)函數(shù)分析功能，客戶只需要一個(gè)平臺就能夠?qū)Π雽?dǎo)體器件進(jìn)行瞬態(tài)熱測試及可靠性研究（一機(jī)兩用：一種設(shè)備兩種用途，提高設(shè)備性價(jià)比）。

Power Tester在功率循環(huán)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控電流（包括柵極電流）、電壓以及結(jié)溫等參數(shù)，并定期執(zhí)行熱瞬態(tài)測試，利用結(jié)構(gòu)函數(shù)分析循環(huán)過程中封裝結(jié)構(gòu)的改變和缺陷等。

Power Tester可以幫助客戶加速封裝結(jié)構(gòu)研發(fā)、可靠性測試以及可靠性篩選等工作。作為大功率半導(dǎo)體器件瞬態(tài)測試和功率循環(huán)測試測量行業(yè)的標(biāo)桿和引領(lǐng)者，Power Tester具有其他同類設(shè)備無法比擬的重大優(yōu)勢。

1.針對不同行業(yè)的解決方案--廣泛的硬件配置選擇

無論是小功率單管器件還是大功率半導(dǎo)體模塊，PowerTester都能提供各種不同電流不同電壓的版本型號，同時(shí)也能滿足對Si基MOSFET,IGBT,功率二極管等半導(dǎo)體器件和SiC Mosfet模塊的瞬態(tài)測試測試和功率循環(huán)測試。

2.同時(shí)兼具瞬態(tài)熱測試Rth和功率循環(huán)Power Cycling

全新測試模式：同時(shí)進(jìn)行功率循環(huán)和熱測試模式 – 利用功率循環(huán)對待測器件施加老化應(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)測試，并監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù) (VCE 和IGate ) – 功率循環(huán)期間，任何與老化降級相關(guān)的熱效應(yīng)都可以在不移動(dòng)待測器件的情況下通過結(jié)構(gòu)函數(shù)在線監(jiān)測 – 系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶提前設(shè)定的條件增加熱瞬態(tài)測試的頻率

3. 操作界面簡單

整個(gè)功率循環(huán)實(shí)驗(yàn)過程描述：1）電氣連接被測器件；2）設(shè)置被測器件和功率循環(huán)的測試參數(shù)方案；3）進(jìn)行功率循環(huán)測試；4）“結(jié)構(gòu)函數(shù)”顯示測試過程中的失效；5）測試過程完畢。

操作界面簡單方便：用戶可以在工業(yè)觸摸屏上通過一步一步導(dǎo)向式快速設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)和條件，快速完成實(shí)驗(yàn)的初始準(zhǔn)備工作。另外通過簡單的操作講解培訓(xùn)，能讓專業(yè)人員和生產(chǎn)線操作人員更快掌握測試流程和輕松上手使用設(shè)備。

4.廣泛的功率循環(huán)施加策略 (符合AQG-324標(biāo)準(zhǔn))

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設(shè)備在功率循環(huán)測試和瞬態(tài)熱測試聯(lián)合測量模式下，可以支持多達(dá) 4 種不同的功率控制模式：

1）恒定加熱電流模式(PCsec)：固定Ton和Toff時(shí)間，隨著功率循環(huán)的進(jìn)行 IGBT 器件的降級對得到的結(jié)溫變化幅度有直接的影響，但設(shè)備不去干預(yù)，這是最嚴(yán)格的進(jìn)行功率循環(huán)的方式。 2）恒定結(jié)溫差模式ΔTj：固定Ton和Toff時(shí)間，設(shè)備自動(dòng)計(jì)算并調(diào)整加熱電流或調(diào)整柵極電壓的輸出，確保結(jié)溫差ΔTj恒定。 3）恒定功率模式ΔP：固定Ton和Toff時(shí)間，設(shè)備自動(dòng)計(jì)算并調(diào)整加熱電流或調(diào)整柵極電壓的輸出，確保功率ΔP恒定。 4） 恒定殼溫差模式ΔTc ：循環(huán)中改變冷板的熱傳導(dǎo)系數(shù) (PCmin)，在功率循環(huán)測試中隨著Ton和Toff的時(shí)間，同步改變冷板內(nèi)冷卻液的流量。對被測壓接式 IGBT 器件的殼溫創(chuàng)造出恒定的溫度變化，使得基板的焊接層發(fā)生失效。固定Ton和Toff時(shí)間，設(shè)備自動(dòng)計(jì)算并調(diào)節(jié)加熱電流，確保殼溫差ΔTc恒定。適用于長時(shí)間周期的功率循環(huán)測試。

5.高精度的監(jiān)控和精確的測試結(jié)果

功率循環(huán)期間，記錄的數(shù)據(jù)包括： 電學(xué)參數(shù)：開關(guān)切換前后Vce ，柵極電流I(g,off)， ΔP和Icycle等； 熱學(xué)參數(shù) ：ΔTJ ， Tjmax， Tjmin，， ΔTJ/ ΔP，Rth以及結(jié)構(gòu)函數(shù)等。

6.安裝器件簡易，滿足用戶自帶水道的測試需求。 在設(shè)備的封閉測試腔體里平放著兩塊銅冷板，銅冷板尺寸是 400mmX300mm。銅冷板上可快捷地放置所有平面封裝類型的電力電子器件，同時(shí)利用專用的螺桿夾具對不同尺寸的器件進(jìn)行靈活移動(dòng)配置、定位和固定。設(shè)備配合外接的液冷循環(huán)器和外接的廠務(wù)水使用的時(shí)候，液冷循環(huán)器和廠務(wù)水可以在外部進(jìn)行連接，如此同時(shí)設(shè)備可以支持用戶自由搭建自帶水道的水冷散熱系統(tǒng)。

7.安全功能和高可靠性設(shè)計(jì)

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設(shè)備具有極高的安全性能。設(shè)備具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)4 色信號燈塔，用來指示設(shè)備操作的狀態(tài)。在封閉的測量區(qū)域裝有安全傳感器功能，一旦觸發(fā)，PowerTester 1800A功率循環(huán)測試設(shè)備可以立即關(guān)掉加熱電流的輸出，保證操作人員和設(shè)備的安全，這些安全傳感器功能包括：

1）煙霧報(bào)警功能； 2）過溫報(bào)警功能； 3）安裝有冷板漏液傳感器，具有冷板漏液報(bào)警功能； 4）當(dāng)使用廠務(wù)水的時(shí)候，測量用的冷板上安裝有水流量傳感器，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的廠務(wù)水流量； 5）當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，可以使用手動(dòng)急停按鈕，切斷設(shè)備電源，保證安全； 6）加熱電流只有在聚碳酸酯的防護(hù)罩被閉合和操作人員不會(huì)觸碰測量區(qū)域的時(shí)候才能輸出，可以保證操作人員和設(shè)備的安全。

8.了解失效機(jī)理和損害的因果關(guān)系

Power Tester 功率循環(huán)測試設(shè)備既可以對包括 IGBT 器件在內(nèi)的電力電子器件進(jìn)行功率循環(huán)測試，還可以通過瞬態(tài)熱測試對包括IGBT 器件在內(nèi)的電力電子器件進(jìn)行熱特性測量。在功率循環(huán)測試過程中，器件的每個(gè)循環(huán)的各種參數(shù)值被監(jiān)控和記錄，通過周期性對器件進(jìn)行瞬態(tài)熱測試并得到不同周期的結(jié)構(gòu)函數(shù)，可以清晰的顯示出電力電子器件內(nèi)部的降級過程（如下圖所示）；利用結(jié)構(gòu)函數(shù)分析循環(huán)過程中封裝結(jié)構(gòu)的改變和缺陷等，可以實(shí)時(shí)、“原位在線”式的對器件失效原因進(jìn)行確認(rèn)，而并不需要將被測器件轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行失效分析，保證測試結(jié)果的精度及準(zhǔn)確性；這樣可以大大減少可靠性測試時(shí)間，甚至縮短總的測試時(shí)間為原來測試時(shí)間的1/10。

結(jié)構(gòu)函數(shù)可以清晰的顯示出隨著功率循環(huán)測試的進(jìn)行，包括 IGBT 器件在內(nèi)的電力電子器件內(nèi)部的降級過程,圖片中顯示出了Die attach部分的熱阻在20000次功率循環(huán)后，顯著降級、變化過程

9.精細(xì)熱模型校準(zhǔn)

FloTHERM是廣為全球各地電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師和電子電路設(shè)計(jì)工程師使用的電子系統(tǒng)散熱仿真分析軟件，全球市場占有率很高。FloTHERM采用了成熟的CFD（Computational Fluid Dynamic，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）和數(shù)值傳熱學(xué)仿真技術(shù)并成功的結(jié)合了業(yè)內(nèi)在電子設(shè)備傳熱方面的大量獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)庫開發(fā)而成，同時(shí)FloTHERMM軟件還擁有大量專門針對電子工業(yè)而開發(fā)的模型庫。

Power Tester 功率循環(huán)測試儀系統(tǒng)內(nèi)置的T3ster通過提供物理測試方法對FloTHERM熱仿真軟件進(jìn)行補(bǔ)充，可以用來驗(yàn)證仿真模型或測試制造過程的質(zhì)量。

T3SterDetailed Model Calibration詳細(xì)模型校準(zhǔn)：通過導(dǎo)入T3SterMaster生成的帶有器件封裝的結(jié)構(gòu)函數(shù)測試結(jié)果并自動(dòng)進(jìn)行熱模型校準(zhǔn)，通過對某些不確定參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)并計(jì)算，得到FloTHERM熱模型和T3Ster模型匹配的結(jié)果，最終達(dá)到精確建模和驗(yàn)證的目的。

貝思科爾（BasiCAE），專注為國內(nèi)高科技電子及半導(dǎo)體等行業(yè)提供先進(jìn)的電子/結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、散熱仿真分析、半導(dǎo)體熱可靠性測試及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息化管理的解決方案和咨詢服務(wù)。

審核編輯 ：李倩