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Power Tester功率循環(huán)及熱測試平臺

一、產(chǎn)品概述

先進的測試理念：同一個測試平臺可以同時進行功率循環(huán)和熱測試，任何與老化降級相關(guān)的熱效應(yīng)都可以在不移動待測器件的情況下通過結(jié)構(gòu)函數(shù)在線監(jiān)測，與傳統(tǒng)的老練設(shè)備相比更加節(jié)省時間，能獲得完整的失效數(shù)據(jù)。

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

測試范圍廣：可測試MOSFET, IGBT以及二極管等器件。

簡單易用的觸摸屏界面：Power Tester 在功率循環(huán)測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。

實時結(jié)構(gòu)函數(shù)診斷：方便用戶快速地獲得循環(huán)過程中的缺陷，對應(yīng)的循環(huán)數(shù)以及失效原因等。

無需功率循環(huán)后的實驗室檢測及破壞性失效分析：無需再使用傳統(tǒng)的x射線、超聲波或者其他的破壞性方法來進行失效分析。

測試操作簡便：用戶只需根據(jù)系統(tǒng)提示將器件對應(yīng)管腳連接到設(shè)備，無需了解復(fù)雜的測試電路。

幫助用戶設(shè)計更加可靠的電子封裝產(chǎn)品：Power Tester提供的特性化測試數(shù)據(jù)，可以直接導(dǎo)出給熱仿真軟件FloTHERM，利用實測結(jié)果來實現(xiàn)模型自動校準(zhǔn)功能，幫助用戶得到精確的，符合實際的仿真模型。

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

PWT 1500 功率輸出模塊示例

2、測試模塊

3.溫度探測器

1、每塊液冷板的出水口和中心位置各有一個pt100探測器

2、額外預(yù)置了三個溫度傳感器接口，可利用其測試任意位置的溫度。用戶需自行提供傳感器，支持負溫度系數(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)

      需要外部的冷水機或者循環(huán)水

      可配置冷卻液流量 (手動)

3）樣品固定夾具

      每塊冷板上配備有可移動的導(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

       內(nèi)嵌液體探測器，配備泄漏排水管

 5）通過T型閥門，支持第三方冷板

5、安全設(shè)計

1）一體化實驗箱設(shè)計

2）透明的Lexan保護罩方便目測，防止測試期間受外界干擾

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

4）煙霧探測器 系統(tǒng)將會緊急停止一旦探測到煙霧

5）液體泄漏探測器 系統(tǒng)將會緊急停止一旦探測到液體泄漏

6）系統(tǒng)狀態(tài)燈塔

7）緊急停止按鈕

6、計算機配置

1）內(nèi)嵌控制PC高可靠性工控機& 自帶操作系統(tǒng)保證長時間工作的穩(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、測試模式及測試原理

1、全新測試模式：同時進行功率循環(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)期間定期進行熱瞬態(tài)測試，并監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)

? 功率循環(huán)期間，任何與老化降級相關(guān)的熱效應(yīng)都可以在不移動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)會根據(jù)用戶提前設(shè)定的條件增加熱瞬態(tài)測試的頻率

2、熱瞬態(tài)測試：用于測試待測器件的結(jié)溫，熱阻，并進行結(jié)構(gòu)函數(shù)分析 

– 遵循JEDEC JESD 51-1 靜態(tài)測試法 

– 遵循IEC 60747的測試方法 

– 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)熱界面法測試結(jié)殼熱阻RthJC

1）k系數(shù)測試

2）熱測試

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

– 將工作功率快速切換到進行k系數(shù)測試時的測試電流。

– 在結(jié)溫下降過程中，實時采集pn結(jié)電壓，再通過K系數(shù)得到結(jié)點的降溫曲線，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)，而越遠離y軸的地方代表著熱流傳導(dǎo)路徑上離有源區(qū)較遠的結(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，此時代表熱流傳導(dǎo)到了空氣層，由于空氣的體積無窮大，因此熱容也就無窮大。從原點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)測試

1）功率循環(huán)模式

在功率循環(huán)過程中，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試方法。系統(tǒng)會根據(jù)用戶的選擇自動切換不同的接線方式

（2 ) 系統(tǒng)會根據(jù)用戶的選擇自動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)定義的測試方法對器件進行測試。

創(chuàng)建器件

（2）、設(shè)置k系數(shù)測試參數(shù)

          用戶可設(shè)置測試電流，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、 熱測試

設(shè)置熱測試的參數(shù)，用戶可自定義測試時間，也可以使用自動熱穩(wěn)態(tài)判定。由系統(tǒng)自動識別器件是否達到熱穩(wěn)定狀態(tài)。

3、 功率循環(huán)測試

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

功率參數(shù)設(shè)置

（2） 設(shè)置測試參數(shù)

設(shè)置熱測試間隔時間，柵極電流測試間隔時間等。

測試參數(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)達到一定條件后，可以自動更改熱測試間隔。

自動測試間隔設(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)

用戶可通過絕對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