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陕西天士立科技有限公司

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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

  1. 功率循环秒级/PCsec 
  2. 功率循环分钟级/PCmin 
  3. 被动循环/TC 
  4. 瞬态热阻/Zth 
  5. 稳态热阻/Rth 
  6. 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

  1. 主机规格:200/W*136/D*150/H(cm)
  2. 主机质量:<600kg 
  3. 水冷却机:105/W*56/D*116/H(cm)
  4. 水冷却机:<310kg 
  5. 环境温度:5~40℃ 
  6. 相对湿度:不大于80%RH 
  7. 电网环境:AC380V,三相五线(PC)
  8. MAX功率:32KW 
  9. 供水要求:无杂质自来水,<30℃ 
  10. 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

  1. 一平台两试验:一套设备同时进行功率循环和热测试。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 50pA分辨率的栅极电流测试能力,范围500pA~100uA。
  5. 栅极电压电范围-10V~+20V,分辨率0.1V,精度0.5%±0.25。
  6. 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。
  7. 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℃。
  8. 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℃。
  9. 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。
  10. 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°℃。
  11. 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 

  1. 3台品牌电源 
  2. 输出电压范围:0~10V,精度:额定电压的0.05%
  3. 输出电流范围:0~1000A,精度:额定电流的0.3%
  4. 3台电源并联后,MAX输出电流可达3000A
  5. 该加热电流源用于热阻测试和功率循环 

IM测试电流源 

  1. 数量:3路(每个通道对应1路)
  2. 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℃
  3. 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 

  1. 数量:12套(每个器件对应1套) 
  2. 电压测量范围:0.02V~4.000V 
  3. 分辩率:10uV; 
  4. 测量精度:≦±150uV(小于0.1mV±0.1%) 
  5. 采检间隔时间:最小1us 

辅助电源 

  1. 数量:12套(每个器件对应1套) 
  2. 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

  1. 数量:24路(每个通道8路,共计24路) 
  2. 冷板:进水口、出水口、平台中心K型热电偶监测器件TC
  3. 一组Tc用外接备用热电偶
  4. 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 
  5. 温度测量范围:0℃~200℃,精度:0.2%±0.2℃ 

工控机系统 

  1. 系统配置研华工控机一台 
  2. CPU:I5-6200u 
  3. 硬盘:512G,至少可存储连续试验一年的测试数据 
  4. 内存:4G 
  5. 显示屏:21寸,分辩率:1920*1080高清 

开关控制 

  1. 数量:3套 
  2. 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 
  3. 小于50ms的脉冲开启时间
  4. 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

  1. 结温和壳温Rthjc=(Tj-Tc)/Pw;
  2. 参考标准:MIL-STD-750-3100
  3. 测试电流:范围10~1000mA,精度≤1%±0.1mA,分辨率0.1mA;
  4. 加热电流:范围0~1000A,精度≤0.1%Set±0.3%range;,分辨率0.1A;
  5. 正向压降VF测量范围:0.0200V~4.0000V,
  6. 测量精度:≤±150uV,显示精度:10uV;
  7. 电压测量频率:1MHZ,每次取样间隔时间:最小1us
  8. 结温测量精度:≤0.1℃
  9. 恒温系统:范围-20~200℃,稳定度±0.01℃,分辨率0.01℃;
  10. 温度范围(TA/Ta/TC/TL):10.0℃~200℃,精度:0.2%±0.2℃;
  11. 每次最多只能对1个器件测量稳态热阻。
  12. 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

  1. 双界面法测量,参考标准:JESD51-14
  2. 测试电流:范围10~1000mA,精度≤1%±0.1mA,分辨率0.1mA;
  3. 加热电流:范围0~1KA,精度s0.1%Set±0.3% range;,分辨率0.1A;
  4. 正向压降VF测量范围:0.0200V~4.0000V,
  5. 测量精度:≤±150uV,显示精度:10uV;
  6. 电压测量频率:1MHZ,每次取样间隔时间:最小1us
  7. 结温测量精度:≤0.1℃
  8. 恒温系统:范围-20~200℃,稳定度±0.01℃,分辨率0.01℃;
  9. Zthjc、Zthja测试能力;
  10. 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 

  1. 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
  2. 测试电流:范围10~1000mA,精度≦0.5%±0.2mA,分辨率0.1mA
  3. 加热电流:范围0~1000A,精度≦0.1%±0.3%分辨率0.1A
  4. 2通道并联后可提供MAX2000A电流能力
  5. 正向压降VF测量范围:0.0200V~4.0000V 
  6. 测量精度:≦±150uV,显示精度:10uV
  7. 电压测量频率:1MHZ,每次取样间隔时间:最小1us
  8. 具有秒级(PCsec)和分钟级(PCmin)试验能力 
  9. 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 

  1. 结温测试:变速采样,MAX1MHz,精度1℃,分辨率0.1℃
  2. 壳温测试:采样速度1KHz,精度2℃,分辨率0.1℃
  3. 典型条件:0.5s
  4. 老化模式:恒电流(最严酷),恒定结温Tjmax/ΔTjmax,恒定功率P
  5. 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 

  1. 结温测试:变速采样,MAX1MHz,精度1℃,分辨率0.1℃
  2. 壳温测试:采样速度1KHz,精度2℃,分辨率0.1℃
  3. 典型条件:2min
  4. 老化模式:恒电流(最严酷),恒定结温TCmin/ΔTC,恒定功率P 
  5. 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