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，它們在電力系統(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，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、電機驅(qū)動器和電力調(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、電動汽車、工業(yè)應(yīng)用和家用電器等領(lǐng)域。隨著電動汽車的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體器件市場迎來了爆炸式的增長。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。

功率循環(huán)測試簡介

功率循環(huán)測試是一種重要的可靠性測試，它模擬了功率半導(dǎo)體器件在實際運行中的溫度波動。這種測試通過讓芯片在間歇性通電的過程中產(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)會對器件造成損傷，如綁線脫落、斷裂以及芯片焊層分離等。金鑒實驗室在進行功率循環(huán)測試時，通過精確控制測試條件，確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。這種測試不僅能夠評估器件的耐久性，還能為后續(xù)的改進提供重要數(shù)據(jù)支持。

功率循環(huán)測試的機理

功率循環(huán)測試的損傷機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)致的問題。這些差異在溫度變化時會導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力，從而影響器件的長期可靠性。

功率循環(huán)測試標準

車規(guī)級功率模塊的測試標準中，AQG324是由歐洲電力電子研究中心ECPE發(fā)布的一個常見標準。該標準對功率循環(huán)測試進行了詳細的規(guī)定，包括對Tvj的數(shù)據(jù)測量方法、測試條件和測試流程等。在進行測試時，必須實時監(jiān)測被測器件的關(guān)鍵參數(shù)，如正向或飽和壓降Vce、結(jié)溫差ΔTvj和熱阻，這些參數(shù)是判定器件失效的關(guān)鍵。

功率循環(huán)測試的加載方法

業(yè)界的功率循環(huán)測試加載方法并不統(tǒng)一，不同的加載策略會對功率循環(huán)壽命產(chǎn)生影響。例如，有恒定的導(dǎo)通及關(guān)斷時間、恒定的殼溫Tc波動、恒定的功率Pv和恒定的結(jié)溫Tj波動等方法。這些方法通過調(diào)整導(dǎo)通時間、電流或功率來控制器件的溫度波動，以模擬實際應(yīng)用中的工作條件。金鑒實驗室在進行試驗時，嚴格遵循相關(guān)標準操作，確保每一個測試環(huán)節(jié)都精準無誤地符合標準要求。