功率半導(dǎo)體模塊的可靠性評(píng)估：功率循環(huán)測(cè)試研究

功率半導(dǎo)體概述

功率半導(dǎo)體是一種特殊的半導(dǎo)體器件，它們?cè)?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/4675/" target="_blank">電力系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。這些器件能夠高效地控制和調(diào)節(jié)電力的流動(dòng)，包括電壓和頻率的轉(zhuǎn)換，以及交流電（AC）和直流電（DC）之間的轉(zhuǎn)換。這種能力使得功率半導(dǎo)體在各種電力應(yīng)用中不可或缺，例如電力變換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和電力調(diào)節(jié)器等。

功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域

功率半導(dǎo)體器件在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著核心作用，尤其是在新能源、軌道交通、電動(dòng)汽車、工業(yè)應(yīng)用和家用電器等領(lǐng)域。隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)迎來(lái)了爆炸式的增長(zhǎng)。在這些應(yīng)用中，功率半導(dǎo)體器件不僅需要提供高效率的電力轉(zhuǎn)換，還需要保證在惡劣環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

功率半導(dǎo)體的可靠性測(cè)試

為了確保功率半導(dǎo)體器件在各種電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性，金鑒實(shí)驗(yàn)室提供了全面的測(cè)試和驗(yàn)證服務(wù)。這些服務(wù)包括對(duì)功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行嚴(yán)格的性能測(cè)試和可靠性驗(yàn)證，以確保它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的性能和耐用性。

功率循環(huán)測(cè)試簡(jiǎn)介

功率循環(huán)測(cè)試是一種重要的可靠性測(cè)試，它模擬了功率半導(dǎo)體器件在實(shí)際運(yùn)行中的溫度波動(dòng)。這種測(cè)試通過(guò)讓芯片在間歇性通電的過(guò)程中產(chǎn)生熱量，從而使芯片溫度發(fā)生周期性變化。功率循環(huán)的周期通常在3到5秒之間，這種周期性的熱循環(huán)會(huì)對(duì)器件造成損傷，如綁線脫落、斷裂以及芯片焊層分離等。

功率循環(huán)測(cè)試的機(jī)理

功率循環(huán)測(cè)試的損傷機(jī)理主要涉及到銅綁線和芯片表面鋁層的熱膨脹系數(shù)不同，以及芯片熱膨脹系數(shù)與DBC（Direct Bonded Copper）板不同所導(dǎo)致的問(wèn)題。這些差異在溫度變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力，從而影響器件的長(zhǎng)期可靠性。

功率循環(huán)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

車規(guī)級(jí)功率模塊的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，AQG324是由歐洲電力電子研究中心ECPE發(fā)布的一個(gè)常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)功率循環(huán)測(cè)試進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，包括對(duì)Tvj的數(shù)據(jù)測(cè)量方法、測(cè)試條件和測(cè)試流程等。

功率循環(huán)測(cè)試的加載方法

業(yè)界的功率循環(huán)測(cè)試加載方法并不統(tǒng)一，不同的加載策略會(huì)對(duì)功率循環(huán)壽命產(chǎn)生影響。例如，有恒定的導(dǎo)通及關(guān)斷時(shí)間、恒定的殼溫Tc波動(dòng)、恒定的功率Pv和恒定的結(jié)溫Tj波動(dòng)等方法。這些方法通過(guò)調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間、電流或功率來(lái)控制器件的溫度波動(dòng)，以模擬實(shí)際應(yīng)用中的工作條件。

結(jié)論

功率半導(dǎo)體器件是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的核心組件，它們的性能和可靠性對(duì)于各種應(yīng)用至關(guān)重要。