半导体热特性试验系统ST-PCX
基础能力
试验对象
各种封装的Diode、BJT、MOS-FET、SCR、IGBT、IPM等
试验能力
- 功率循环秒级/PCsec
- 功率循环分钟级/PCmin
- 被动循环/TC
- 瞬态热阻/Zth
- 稳态热阻/Rth
- K曲线/Kcurve
试验标准
MIL-STD-750E、JEDEC、JESD51、AEC-Q101、AQG324、GJB128A、 IEC60747
物理规格及环境要求
- 主机规格:200/W*136/D*150/H(cm)
- 主机质量:<600kg
- 水冷却机:105/W*56/D*116/H(cm)
- 水冷却机:<310kg
- 环境温度:5~40℃
- 相对湿度:不大于80%RH
- 电网环境:AC380V,三相五线(PC)
- MAX功率:32KW
- 供水要求:无杂质自来水,<30℃
- 接地保护:整机需要接地保护
半导体热特性试验系统ST-PCX
性能规格
- 一平台两试验:一套设备同时进行功率循环和热测试。
- 热阻分析软件:自主软件,具有热瞬态测试及结构函数分析方法。
- 结构函数诊断,获取循环过程中缺陷,对应循环数及失效原因等。
- 50pA分辨率的栅极电流测试能力,范围500pA~100uA。
- 栅极电压电范围-10V~+20V,分辨率0.1V,精度0.5%±0.25。
- 加热电流:0~3000A(可分档选),500mA分辩率,精度0.1%±0.3%。最小脉宽500ms,50ms脉冲开启,50us脉冲关闭。支持0~12V,Vce器件导通电压。
- 数据采集能力:3通道采集PCT和Z/Rth数据。每通道±12V输入。每通道MAX10uV电压分辨率,采样时间1us、结温精度0.01℃。
- 7个热电偶温度测量点:左右液冷板出水口2个、左右冷板上方共2个、器件壳体3个、分辩率0.1℃,精度±1%/±0.5℃。
- 数据监测:记录每个试验通道的ICE、VCE@IH、VCE@IM、IGE、VGE、RthJc、ON\OFFTime、F(压接型器件)循环数,DeltaTj、Tjmax、Tjmin、出水口和器件外壳温度等,可记录数21000000次。
- K系数:电流0~2A,精度≦0.1%+5mA,分辨率0.1mA。VF量程0.02000V~4.00000V,精度:±0.01%,显示精度:0.00001V。恒温系统20~200°℃,精度±0.5℃,分辨率0.1°℃。
- Zth/Rth:结温测试采样速度1MHz,VF测量MAX分辨率0.01mV,对应测量结温的精度是0.01°℃。壳温测试采样1KHz,精度±1%/±0.5℃。快速关断,加热电流可1ps内去除。Zthjc,Zthja测试能力。Rth显示范围0.001~10.000。积分、微分结构函数曲线。
半导体热特性试验系统ST-PCX
性能规格·系统部件
液冷板
本设备配置3个液冷板,液冷板的尺寸:300*200mm
加热电流
- 3台品牌电源
- 输出电压范围:0~10V,精度:额定电压的0.05%
- 输出电流范围:0~1000A,精度:额定电流的0.3%
- 3台电源并联后,MAX输出电流可达3000A
- 该加热电流源用于热阻测试和功率循环
IM测试电流源
- 数量:3路(每个通道对应1路)
- 电压16V,电流10mA~1000mA,控制精度≦0.5/±0.2mA;n温度范围(TA/Ta/TC/TL):10.0℃~200℃,精度:0.2%±0.2℃
- 该电流源用于稳态热阻测试、瞬态热阻测试、功率循环
电压测量单元
- 数量:12套(每个器件对应1套)
- 电压测量范围:0.02V~4.000V
- 分辩率:10uV;
- 测量精度:≦±150uV(小于0.1mV±0.1%)
- 采检间隔时间:最小1us
辅助电源
- 数量:12套(每个器件对应1套)
- 8套辅助电源均为不共地电源(浮地电源),每套电源包括1个-20V~+20V的可调电源
温度测量装置
- 数量:24路(每个通道8路,共计24路)
- 冷板:进水口、出水口、平台中心K型热电偶监测器件TC
- 一组Tc用外接备用热电偶
- 预留温度接口:每个通道预留3路温度接口,可接Pt100、热敏电阻等
- 温度测量范围:0℃~200℃,精度:0.2%±0.2℃
工控机系统
- 系统配置研华工控机一台
- CPU:I5-6200u
- 硬盘:512G,至少可存储连续试验一年的测试数据
- 内存:4G
- 显示屏:21寸,分辩率:1920*1080高清
开关控制
- 数量:3套
- 用于热阻测试和功率循环试验时对加热电流的开通和关断;Ton/Toff时间:0.5秒~999秒
- 小于50ms的脉冲开启时间
- 小于100us脉冲关闭时间
K系数测试单元
K系数独立测试单元,包括一个温度可程控的高温试验箱,一个K系数测试单元,一块测试板。(可测MOSFET的K系数,二极管的K系数)
半导体热特性试验系统ST-PCX
性能规格·热阻单元
稳态热阻
- 结温和壳温Rthjc=(Tj-Tc)/Pw;
- 参考标准:MIL-STD-750-3100
- 测试电流:范围10~1000mA,精度≤1%±0.1mA,分辨率0.1mA;
- 加热电流:范围0~1000A,精度≤0.1%Set±0.3%range;,分辨率0.1A;
- 正向压降VF测量范围:0.0200V~4.0000V,
- 测量精度:≤±150uV,显示精度:10uV;
- 电压测量频率:1MHZ,每次取样间隔时间:最小1us
- 结温测量精度:≤0.1℃
- 恒温系统:范围-20~200℃,稳定度±0.01℃,分辨率0.01℃;
- 温度范围(TA/Ta/TC/TL):10.0℃~200℃,精度:0.2%±0.2℃;
- 每次最多只能对1个器件测量稳态热阻。
- 测量方法:关断加热电流快速采样电压值,根据K系数曲线及采样间隔时间,算关断瞬间结温值,测稳态工作的TA/Ta/TL/TC值,得稳态热阻值。
瞬态热阻
- 双界面法测量,参考标准:JESD51-14
- 测试电流:范围10~1000mA,精度≤1%±0.1mA,分辨率0.1mA;
- 加热电流:范围0~1KA,精度s0.1%Set±0.3% range;,分辨率0.1A;
- 正向压降VF测量范围:0.0200V~4.0000V,
- 测量精度:≤±150uV,显示精度:10uV;
- 电压测量频率:1MHZ,每次取样间隔时间:最小1us
- 结温测量精度:≤0.1℃
- 恒温系统:范围-20~200℃,稳定度±0.01℃,分辨率0.01℃;
- Zthjc、Zthja测试能力;
- 显示积分、微分结构函数曲线
半导体热特性试验系统ST-PCX
性能规格·功率循环
1.设备能力
- 整机配置3个测试通道,每个通道4颗器件,整机共可同时测试8颗器件
- 测试电流:范围10~1000mA,精度≦0.5%±0.2mA,分辨率0.1mA
- 加热电流:范围0~1000A,精度≦0.1%±0.3%分辨率0.1A
- 2通道并联后可提供MAX2000A电流能力
- 正向压降VF测量范围:0.0200V~4.0000V
- 测量精度:≦±150uV,显示精度:10uV
- 电压测量频率:1MHZ,每次取样间隔时间:最小1us
- 具有秒级(PCsec)和分钟级(PCmin)试验能力
- 试验过程中测量瞬态热阻,并生成微分积分结构函数,观察试验过程中热阻变化情况。通过结构函数,快速得到循环过程中的缺陷、及对应的 循环次数,失效原因等
2.PCsec
- 结温测试:变速采样,MAX1MHz,精度1℃,分辨率0.1℃
- 壳温测试:采样速度1KHz,精度2℃,分辨率0.1℃
- 典型条件:0.5s
- 老化模式:恒电流(最严酷),恒定结温Tjmax/ΔTjmax,恒定功率P
- 数据记录:加热电流IH,Ton,Toff,Tjmax,ΔTj,Tjmin,进水口、出水口温度Tw,水流量F,冷板温度,循环数,热阻值
3.PCmin
- 结温测试:变速采样,MAX1MHz,精度1℃,分辨率0.1℃
- 壳温测试:采样速度1KHz,精度2℃,分辨率0.1℃
- 典型条件:2min
- 老化模式:恒电流(最严酷),恒定结温TCmin/ΔTC,恒定功率P
- 数据记录:加热电流IH,Ton,Toff,Tcmax,ΔTc,Tcmin,进水口、出水口温度Tw,水流量F,冷板温度,循环数,热阻值
4.工作模式
多种工作模式:恒电流、恒功率、恒结温差、恒壳温差、恒开关时间
5.器件固定
导轨及锁紧夹具。DUT与冷板之间需有导热硅脂
半导体热特性试验系统ST-PCX