第三代半導(dǎo)體器件,如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)器件,因其在高溫、高壓、高功率和高頻率應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。功率循環(huán)測(cè)試是評(píng)估這些器件長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性的重要手段。1. **測(cè)試目的**:模擬器件在實(shí)際應(yīng)用中的...
第三代半導(dǎo)體器件,如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)器件,因其在高溫、高壓、高功率和高頻率應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。功率循環(huán)測(cè)試是評(píng)估這些器件長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性的重要手段。
1. **測(cè)試目的**:模擬器件在實(shí)際應(yīng)用中的功率變化,評(píng)估器件在長(zhǎng)期循環(huán)應(yīng)力下的熱穩(wěn)定性和可靠性。
2. **測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)**:依據(jù)相關(guān)的國際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如IEC 60749-34、AQG 324等,確保測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)化和可比性。
3. **測(cè)試條件**:根據(jù)器件的工作條件和應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定測(cè)試的電流、電壓、溫度范圍和循環(huán)次數(shù)。
4. **測(cè)試平臺(tái)**:開發(fā)或使用現(xiàn)有的功率循環(huán)測(cè)試平臺(tái),能夠精確控制和監(jiān)測(cè)測(cè)試過程中的電氣和熱參數(shù)。
5. **熱管理**:設(shè)計(jì)有效的冷卻系統(tǒng)(如水冷或風(fēng)冷)以模擬器件在實(shí)際工作條件下的熱環(huán)境。
6. **數(shù)據(jù)采集**:使用高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄測(cè)試過程中的關(guān)鍵參數(shù),如電壓、電流、溫度等。
7. **失效判據(jù)**:設(shè)定明確的失效判據(jù),如器件的熱阻增加、導(dǎo)通壓降變化、閾值電壓漂移等。
8. **安全措施**:確保測(cè)試過程中的安全性,包括防止過熱、過壓和短路等潛在危險(xiǎn)。
9. **壽命預(yù)測(cè)**:通過功率循環(huán)測(cè)試數(shù)據(jù),建立器件的壽命預(yù)測(cè)模型,評(píng)估器件的預(yù)期使用壽命。
10. **實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析**:對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析,以識(shí)別器件的潛在失效模式和改進(jìn)方向。
11. **報(bào)告編制**:編寫詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告,包括測(cè)試條件、測(cè)試結(jié)果、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論等。
12. **技術(shù)難點(diǎn)分析**:針對(duì)寬禁帶器件的特性,分析功率循環(huán)測(cè)試中的技術(shù)難點(diǎn),如瞬態(tài)熱測(cè)試難點(diǎn),并提出解決方案。
13. **案例研究**:參考已有的實(shí)測(cè)案例,驗(yàn)證測(cè)試方案的有效性,并根據(jù)案例反饋優(yōu)化測(cè)試流程。
14. **可靠性評(píng)估**:結(jié)合功率循環(huán)測(cè)試結(jié)果,進(jìn)行全面的可靠性評(píng)估,包括對(duì)器件的早期失效篩選和壽命預(yù)估。
15. **持續(xù)改進(jìn)**:根據(jù)測(cè)試結(jié)果和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),不斷改進(jìn)測(cè)試方案,以適應(yīng)新的應(yīng)用要求和測(cè)試技術(shù)。
16. **實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)**:開發(fā)適用于第三代半導(dǎo)體器件的功率循環(huán)測(cè)試平臺(tái),確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。
17. **結(jié)溫測(cè)量**:探索不同的結(jié)溫獲取方法,如通過體二極管測(cè)壓降的方式來測(cè)量結(jié)溫,以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件熱行為的準(zhǔn)確評(píng)估。
18. **封裝技術(shù)**:考慮器件的封裝技術(shù)對(duì)功率循環(huán)測(cè)試的影響,如無引線鍵合技術(shù)和銀燒結(jié)技術(shù)等。
19. **多物理場(chǎng)仿真**:利用多物理場(chǎng)仿真工具預(yù)測(cè)器件在功率循環(huán)測(cè)試中的熱行為和力學(xué)行為。
20. **跨學(xué)科合作**:與材料科學(xué)、電子工程和熱力學(xué)等領(lǐng)域的專家合作,共同開發(fā)和優(yōu)化測(cè)試方案。
通過上述方案的考慮和實(shí)施,可以全面評(píng)估第三代半導(dǎo)體器件的功率循環(huán)性能,為器件的設(shè)計(jì)優(yōu)化和應(yīng)用提供重要依據(jù)。
金凱博第三代功率半導(dǎo)體器件動(dòng)態(tài)可靠性測(cè)試系統(tǒng)具有80個(gè)測(cè)試通道、每個(gè)通道獨(dú)立控制;實(shí)時(shí)保存測(cè)試結(jié)果,生成測(cè)試報(bào)告;具有防燙、過流、過壓保護(hù);支持?jǐn)U展外接標(biāo)準(zhǔn)儀表等眾多優(yōu)勢(shì)性能。并具有高溫高壓高頻高精度脈沖源:dv/dt>50v/ns、頻率50KHz;高精度測(cè)試:電流分辨率10pA,電壓分辨率100nV;多參數(shù)測(cè)量:Vsd電壓、Vgsth電壓、Rds電阻、lgss漏電流、ldss漏電流、溫度,功能完備并有可擴(kuò)展性。
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