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嘉峪檢測網 2022-09-24 00:19
什么是功率半導體？
功率半導體可用于改變電壓和頻率，也可將交流轉換至直流，或將直流轉換至交流的電力轉換。
使用功率半導體可以驅動發動機、為電池供電、或是運作微電腦與LSI等。是一種可以控制與供應電力的半導體。
功率半導體器件是新能源、軌道交通、電動汽車、工業應用和家用電器等應用的核心部件。特別是隨著新能源電動汽車的高速發展，功率半導體器件的市場更是爆發式的增長，區別于消費電子市場，車規級功率半導體器件由于高工作結溫、高功率密度、高開關頻率的特性，和更加惡劣的使用環境，使得器件的可靠性顯得尤為重要。
什么是功率循環測試？
功率循環power cycling顧名思義就是讓芯片間歇流過電流產生間隙發熱功率，從而使芯片溫度波動。因為熱源為芯片自身發熱，所以一般稱之為主動加熱。功率循環的周期一般為3~5秒。
功率循環對IGBT模塊損傷的機理，主要是銅綁定線熱膨脹系數與芯片表面鋁層熱膨脹系數不同，芯片熱膨脹系數與DBC板不同導致的。損傷的結果主要是綁定線脫落，斷裂，芯片焊層分離。
功率循環作為功率器件耐久性試驗中的一種，被工業界和學術界認為是考核功率器件封裝可靠性最重要的可靠性測試。
功率循環測試標準
車規級功率模塊測試標準最常見的測試標準是由 ECPE 歐洲電力電子研究中心發布的AQG324，其中有對功率循環測試進行詳細的規范，其中規定對于Tvj的數據必須通過Vce(T)方法（參考JESD51-14）進行測量，試驗中必須實時監測被測器件的正向或飽和壓降Vce,結溫差ΔTvj和熱阻,并作為判定失效的關鍵參數。具體測試條件如下：
|
參數 |
條件 |
||
|
PCsec |
PCmin |
||
|
開通時間 |
Ton |
＜5s |
＞15 s |
|
負載加熱電流 |
IL |
> 0.85IN |
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|
柵極電壓 |
Vgate |
15V |
|
|
冷卻流量 |
Qcool |
恒定 |
|
表2 AQG324-QL-2/QL-3功率循環測試條件
圖4 測試流程
業界的功率循環測試加載的方法并不統一，Impact of Test control Strategy on Power Cycling Lifetime這篇文章中論述了四處加載方法：
恒定的導通及關斷時間：在測試過程中始終保持恒定的導通時間，關斷時間及導通電流。
恒定的殼溫Tc波動：逐漸關少導通的時間維持恒定的殼溫波動
恒定的功率Pv：在測試過程中，通過減少導通電流來始終保持恒定的功率
恒定的結溫Tj波動：在測試過程中，減少導通的時間來維持恒定的結溫波動
來源：Internet
