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
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PWT 1500A/1800A/3600A PWT 600A PWT2400A
1、產(chǎn)品型號(hào)
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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 |
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最大輸出電流 |
500A * 3 |
600A *3 |
1200A *3 |
300A*2 |
600A*4 |
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最大輸出電壓 |
8V |
12V |
6V |
48V |
12V |
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測(cè)試通道數(shù) |
3/12(3*4) |
12(3*4) |
12(3*4) | 16(2*8) | 16(4*4) |
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測(cè)試電流源 |
3 |
3 |
3 |
2 |
4 |
| 外部PT100連接器 | 3 | 3 | 3 | 16 | 16 |
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是否含有液冷板，流量控制器 |
是 | 是 | 是 | 否 | 否 |
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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 |
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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 |
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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。
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4、冷板
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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(mén)，支持第三方冷板
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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(kāi)大電流僅在保護(hù)罩關(guān)閉的情況下才允許開(kāi)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
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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(pán)
3）為PC專門(mén)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
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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。
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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
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電學(xué)參數(shù)記錄
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熱學(xué)參數(shù)記錄
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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。
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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)
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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)。
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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
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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。
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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。
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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)
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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。
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設(shè)置失效判據(jù)
（5）設(shè)置液冷板的水流量
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設(shè)置水流量
