盘点Power Tester功率循环测试设备的九大优势

Power Tester 功率循环实验测试设备是在 T3Ster瞬态热测试系统上发展而来的，T3Ster 系统是业内专业智能化、高精度测量半导体器件热特性的瞬态热测试系统。T3Ster系统是一个计算机控制的设备，它与PC一起使用，可以对瞬态热测试进行控制，并通过T3Ster-Master软件对瞬态热测试的结果进行评估和分析。设备能够对被测的半导体器件施加预先设置的加热功率，并记录半导体器件在这个加热功率下的复杂的热学反应。用户通过T3Ster-Master软件计算和处理所测的原始数据，获得温度随时间的瞬态变化曲线，并通过结构函数非常详细的将热流路径上各层材料的热阻和热容的特性呈现出来，热流路径上各层材料包括半导体器件封装内部的 Die Chip、Die Attach、Lead Frame、Insulator、底壳金属散热器、封装外部的导热硅脂和外部的热沉。

Power Tester带两套软件，一套是PowerTester Post processing tool后处理软件，一套是T3Ster Master软件。Power Tester设备分析和处理的结果可以进一步与半导体器件的仿真结果做比较，对仿真模型进行修正，从而提高设计能力。

 

Power Tester首次同时集成了自动功率循环、热测试以及结构函数分析功能，客户只需要一个平台就能够对半导体器件进行瞬态热测试及可靠性研究（一机两用：一种设备两种用途，提高设备性价比）。

Power Tester在功率循环过程中实时监控电流（包括栅极电流）、电压以及结温等参数，并定期执行热瞬态测试，利用结构函数分析循环过程中封装结构的改变和缺陷等。

Power Tester可以帮助客户加速封装结构研发、可靠性测试以及可靠性筛选等工作。作为大功率半导体器件瞬态测试和功率循环测试测量行业的标杆和引领者，Power Tester具有其他同类设备无法比拟的重大优势。

1.针对不同行业的解决方案--广泛的硬件配置选择

无论是小功率单管器件还是大功率半导体模块，PowerTester都能提供各种不同电流不同电压的版本型号，同时也能满足对Si基MOSFET,IGBT,功率二极管等半导体器件和SiC Mosfet模块的瞬态测试测试和功率循环测试。

2.同时兼具瞬态热测试Rth和功率循环Power Cycling

全新测试模式：同时进行功率循环和热测试模式 – 利用功率循环对待测器件施加老化应力 – 根据器件达到失效的循环数预估其寿命 – 功率循环期间定期进行热瞬态测试，并监控系统参数 (VCE 和IGate ) – 功率循环期间，任何与老化降级相关的热效应都可以在不移动待测器件的情况下通过结构函数在线监测 – 系统会根据用户提前设定的条件增加热瞬态测试的频率

 

 

3. 操作界面简单

整个功率循环实验过程描述：1）电气连接被测器件；2）设置被测器件和功率循环的测试参数方案；3）进行功率循环测试；4）“结构函数”显示测试过程中的失效；5）测试过程完毕。

操作界面简单方便：用户可以在工业触摸屏上通过一步一步导向式快速设置实验参数和条件，快速完成实验的初始准备工作。另外通过简单的操作讲解培训，能让专业人员和生产线操作人员更快掌握测试流程和轻松上手使用设备。

4.广泛的功率循环施加策略 (符合AQG-324标准)

Power Tester 1800A功率循环测试设备在功率循环测试和瞬态热测试联合测量模式下，可以支持多达 4 种不同的功率控制模式：

1）恒定加热电流模式(PCsec)：固定Ton和Toff时间，随着功率循环的进行 IGBT 器件的降级对得到的结温变化幅度有直接的影响，但设备不去干预，这是最严格的进行功率循环的方式。 2）恒定结温差模式ΔTj：固定Ton和Toff时间，设备自动计算并调整加热电流或调整栅极电压的输出，确保结温差ΔTj恒定。 3）恒定功率模式ΔP：固定Ton和Toff时间，设备自动计算并调整加热电流或调整栅极电压的输出，确保功率ΔP恒定。 4） 恒定壳温差模式ΔTc ：循环中改变冷板的热传导系数 (PCmin)，在功率循环测试中随着Ton和Toff的时间，同步改变冷板内冷却液的流量。对被测压接式 IGBT 器件的壳温创造出恒定的温度变化，使得基板的焊接层发生失效。固定Ton和Toff时间，设备自动计算并调节加热电流，确保壳温差ΔTc恒定。适用于长时间周期的功率循环测试。

 

 

5.高精度的监控和精确的测试结果

功率循环期间，记录的数据包括： 电学参数：开关切换前后Vce ，栅极电流I(g,off)， ΔP和Icycle等； 热学参数 ：ΔTJ ， Tjmax， Tjmin，， ΔTJ/ ΔP，Rth以及结构函数等。

 

 

6.安装器件简易，满足用户自带水道的测试需求。  在设备的封闭测试腔体里平放着两块铜冷板，铜冷板尺寸是 400mmX300mm。铜冷板上可快捷地放置所有平面封装类型的电力电子器件，同时利用专用的螺杆夹具对不同尺寸的器件进行灵活移动配置、定位和固定。设备配合外接的液冷循环器和外接的厂务水使用的时候，液冷循环器和厂务水可以在外部进行连接，如此同时设备可以支持用户自由搭建自带水道的水冷散热系统。

7.安全功能和高可靠性设计

Power Tester 1800A功率循环测试设备具有极高的安全性能。设备具有一个标准4 色信号灯塔，用来指示设备操作的状态。在封闭的测量区域装有安全传感器功能，一旦触发，PowerTester 1800A功率循环测试设备可以立即关掉加热电流的输出，保证操作人员和设备的安全，这些安全传感器功能包括：

1）烟雾报警功能； 2）过温报警功能； 3）安装有冷板漏液传感器，具有冷板漏液报警功能； 4）当使用厂务水的时候，测量用的冷板上安装有水流量传感器，实时显示当前的厂务水流量； 5）当出现意外情况时，可以使用手动急停按钮，切断设备电源，保证安全； 6）加热电流只有在聚碳酸酯的防护罩被闭合和操作人员不会触碰测量区域的时候才能输出，可以保证操作人员和设备的安全。

8.了解失效机理和损害的因果关系

Power Tester 功率循环测试设备既可以对包括 IGBT 器件在内的电力电子器件进行功率循环测试，还可以通过瞬态热测试对包括IGBT 器件在内的电力电子器件进行热特性测量。在功率循环测试过程中，器件的每个循环的各种参数值被监控和记录，通过周期性对器件进行瞬态热测试并得到不同周期的结构函数，可以清晰的显示出电力电子器件内部的降级过程（如下图所示）；利用结构函数分析循环过程中封装结构的改变和缺陷等，可以实时、“原位在线”式的对器件失效原因进行确认，而并不需要将被测器件转移到实验室中进行失效分析，保证测试结果的精度及准确性；这样可以大大减少可靠性测试时间，甚至缩短总的测试时间为原来测试时间的1/10。

结构函数可以清晰的显示出随着功率循环测试的进行，包括 IGBT 器件在内的电力电子器件内部的降级过程,图片中显示出了Die attach部分的热阻在20000次功率循环后，显著降级、变化过程

9.精细热模型校准

FloTHERM是广为全球各地电子系统结构设计工程师和电子电路设计工程师使用的电子系统散热仿真分析软件，全球市场占有率很高。FloTHERM采用了成熟的CFD（Computational Fluid Dynamic，计算流体动力学）和数值传热学仿真技术并成功的结合了业内在电子设备传热方面的大量独特经验和数据库开发而成，同时FloTHERMM软件还拥有大量专门针对电子工业而开发的模型库。

Power Tester 功率循环测试仪系统内置的T3ster通过提供物理测试方法对FloTHERM热仿真软件进行补充，可以用来验证仿真模型或测试制造过程的质量。

T3SterDetailed Model Calibration详细模型校准：通过导入T3SterMaster生成的带有器件封装的结构函数测试结果并自动进行热模型校准，通过对某些不确定参数进行合理设计并计算，得到FloTHERM热模型和T3Ster模型匹配的结果，最终达到精确建模和验证的目的。

贝思科尔（BasiCAE），专注为国内高科技电子及半导体等行业提供先进的电子/结构设计、散热仿真分析、半导体热可靠性测试及设计数据信息化管理的解决方案和咨询服务。

审核编辑 ：李倩