Simcenter POWERTESTER是一臺集成了K系數(shù)測試、熱陽測試、結(jié)構(gòu)函數(shù)分析以及功率循環(huán)測試功能的 自動(dòng)化測試系統(tǒng)，測試方法滿足AQG-324、IEC60747以及JEDEC JESD51等標(biāo)準(zhǔn)。

與傳統(tǒng)設(shè)備相比，POWERTESTER支持在功率循環(huán)期間，實(shí)時(shí)監(jiān)控電學(xué)參數(shù)，熱學(xué)參數(shù)，并定期使用結(jié)構(gòu)函數(shù)在線原位評估封裝結(jié)構(gòu)是否發(fā)生老化，無需行功率循環(huán)，再用其他的設(shè)備進(jìn)行熱測試表征?？梢钥焖俑咝У貫樾庐a(chǎn)品研發(fā)提供豐富的熱學(xué)數(shù)據(jù)和可靠性數(shù)據(jù)，加速產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程。

測試應(yīng)用范圍廣

● 測試范圍廣：一臺設(shè)備就可以支持對各種功率電子器件進(jìn)行熱特性表征和可靠性表征，節(jié)約成本，提升效率;

● 支持多種類型的器件：二極管、MOSFET(包括SiC MOSFET)、IGBT等多種功率電子器件;每種器件均設(shè)置了多種測試方法;

● 支持多種封裝類型：TO247，34mm/62mm，Econo PACK等傳統(tǒng)平底封裝，帶散熱翅片的HPD封裝;

支持多種測試功能

● 器件溫敏參數(shù)(K系數(shù))標(biāo)定，瞬態(tài)熱測試及結(jié)構(gòu)函數(shù)分析，功率循環(huán)測試。

的瞬態(tài)熱測試技術(shù)；

● 內(nèi)置受業(yè)界廣泛認(rèn)可的T3STER，測試方法符合AQG-324,JESD51-1，IEC60747系列等國際主流標(biāo)準(zhǔn)，能測試器件的冷卻曲線;

● 支持結(jié)殼熱阻測試標(biāo)準(zhǔn)JESD51-14;

● 支持使用結(jié)構(gòu)函數(shù)(包括積分結(jié)構(gòu)函數(shù)和微分結(jié)構(gòu)函數(shù))非破壞性地分析器件內(nèi)部封裝結(jié)構(gòu)各層的熱阻和熱容等參數(shù)。

提供豐富的熱特性表征數(shù)據(jù)

● 支持測試結(jié)殼熱阻Rthjc(支持JESD51-14定義的瞬態(tài)雙界面法測試結(jié)殼熱阻)，結(jié)到流體的熱阻Rthjf，結(jié)到NTC的熱阻等;

● 提供積分結(jié)構(gòu)函數(shù)和微分結(jié)構(gòu)函數(shù)，用于對封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析;提供脈沖熱阻，安全工作區(qū)域，RC網(wǎng)絡(luò)模型。

強(qiáng)大的功率循環(huán)功能

● 滿足AQG-324標(biāo)準(zhǔn)，支持秒級功率循環(huán)PCsec和分鐘級功率循環(huán)PCmin;

● 支持恒定電流，恒定結(jié)溫差△TJ，恒定功率差△P等多種功率循環(huán)模式;

● 功率循環(huán)期間可以記錄電流、電壓、溫度、結(jié)構(gòu)函數(shù)等參數(shù);

● 提供包括循環(huán)電流下的電壓、結(jié)溫、功率循環(huán)電流、功率、柵極電流、結(jié)殼熱阻等參多種失效判據(jù);

● 支持使用結(jié)構(gòu)函數(shù)在線分析器件在功率循環(huán)過程中各層的老化情況。無需行功率循環(huán)，再用其他的設(shè)備進(jìn)行熱測試表征。

支持與Simcenter Flotherm Flexx和Simcenter FIOEFD等仿真工具建立測試+仿真的Digital Twin。

● 支持將待測器件的RC網(wǎng)絡(luò)模型直接輸出給仿真軟件，進(jìn)行后期仿真優(yōu)化工作;

● 支持待測器件的結(jié)構(gòu)函數(shù)直接輸出給仿真軟件，利用軟件的自動(dòng)優(yōu)化功能對待測器件的詳細(xì)熱學(xué)模型進(jìn)行校準(zhǔn)。

?實(shí)施加速者化試驗(yàn)，快速獲取壽命曲線，提供獲取使用壽命必須的數(shù)據(jù)。

?全面的安全性能監(jiān)控:提供煙霧報(bào)警，液體泄漏報(bào)警，安燈塔，緊急停止按紐以及系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控模塊;支持 通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看。

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)是一個(gè)智能化的瞬態(tài)熱測試系統(tǒng)，它由硬件和軟件組成，專業(yè)的測量半導(dǎo)體器件的熱學(xué)屬性；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)。通過 T3Ster-Master 軟件擁有對測試后的原始數(shù)據(jù)，也就是溫度隨時(shí)間的瞬態(tài)變化曲線，進(jìn)行分析和處理的能力，從而將熱流路徑上各層材料的熱阻和熱容的特性，包括半導(dǎo)體器件封裝內(nèi)部的 Die Chip、Die Attach、Lead Frame、Insulator、底殼金屬散熱器和封裝外部的導(dǎo)熱硅脂和熱沉的熱阻和熱容的特性，通過結(jié)構(gòu)函數(shù)非常詳細(xì)的呈現(xiàn)出來。Power Tester 帶兩套軟件，一套是Power Tester 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)果相比較，對仿真模型進(jìn)行修正，從而提高設(shè)計(jì)能力。

Power Tester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)平臺就能夠在線、原位對器件進(jìn)行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 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)測試即對被測電力電子器件施加應(yīng)力測試，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。特別是在功率循環(huán)測試中通過周期性進(jìn)行的瞬態(tài)熱測試得到的結(jié)構(gòu)函數(shù)，和因?yàn)?Power Tester 功率循環(huán)測試設(shè)備監(jiān)控指標(biāo)值超標(biāo)而觸發(fā)的瞬態(tài)熱測試得到的結(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（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)、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

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設(shè)備電源部分的設(shè)計(jì)采用了3通道的架構(gòu)，可以同時(shí)并行輸出 3路加熱電流。當(dāng)測試設(shè)備工作在 3 通道架構(gòu)下時(shí)，可以同時(shí)輸出3路為600A的加熱電流，等效于3個(gè)獨(dú)立的 600A 的電流源。在滿足 VCE 器件導(dǎo)通電壓總和為12V的情況下，可以對最多為 3X4=12個(gè)的 IGBT 器件同時(shí)進(jìn)行功率循環(huán)測試或者進(jìn)行瞬態(tài)熱測試，擴(kuò)展了測試設(shè)備的能力、利用率和生產(chǎn)效率。

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設(shè)備的測試模式如下：

瞬態(tài)熱測試測量模式

（1）對于包括 IGBT 器件在內(nèi)的被測電力電子器件的結(jié)溫和熱阻等熱學(xué)特性，可以按照J(rèn)EDEC JESD 51-1 規(guī)定的靜態(tài)測試法進(jìn)行瞬態(tài)熱測試；

（2）基于瞬態(tài)熱測試的結(jié)果，可以生成結(jié)構(gòu)函數(shù)；

（3）實(shí)現(xiàn)基于 JEDEC JESD 51-14 規(guī)定的雙界面瞬態(tài)熱測試方法，對包括IGBT器件在內(nèi)的被測電力電子器件實(shí)現(xiàn)結(jié)殼熱阻的測量；

功率循環(huán)測試和瞬態(tài)熱測試聯(lián)合測量模式

（1）對于包括 IGBT 器件在內(nèi)的被測電力電子器件通過功率循環(huán)測試施加應(yīng)力測試，并且執(zhí)行周期性的瞬態(tài)熱測試，用來監(jiān)控可能發(fā)生的Die-attach的降級和其它可能發(fā)生的結(jié)構(gòu)性的失效；

（2）監(jiān)控作為循環(huán)次數(shù)和/或者測試時(shí)間的函數(shù)的器件導(dǎo)通電壓、門電流和被選擇的溫度傳感器輸出的變化；

（3）瞬態(tài)熱測試的頻率可以由用戶進(jìn)行設(shè)定，并且如果設(shè)備檢測到門電流或者器件導(dǎo)通電壓增加，將會自動(dòng)提高在功率循環(huán)實(shí)驗(yàn)中的瞬態(tài)熱測試的頻率；

功率循環(huán)模式

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)：

? 穩(wěn)定的Ton和Toff時(shí)間；

? 被測壓接式 IGBT 器件的降級對得到的結(jié)溫變化幅度有直接的影響；

? 的進(jìn)行功率循環(huán)的方式。

（2）恒定結(jié)溫差模式：ΔTj

? 穩(wěn)定的Ton和Toff時(shí)間，自動(dòng)計(jì)算并調(diào)節(jié)加熱電流或調(diào)整柵極電壓輸出，確保結(jié)溫差恒定。

（3）恒定功率模式：ΔP

? 穩(wěn)定的Ton和Toff時(shí)間，自動(dòng)計(jì)算并調(diào)節(jié)加熱電流或調(diào)整柵極電壓輸出，確保功率恒定。

（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

? 穩(wěn)定的Ton和Toff時(shí)間，自動(dòng)計(jì)算并調(diào)節(jié)加熱電流，確保殼溫差恒定；

? 適用于長時(shí)間周期的功率循環(huán)測試。

功率循環(huán)測試設(shè)備規(guī)格參數(shù)

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