車功率電子組件(例如IGBT)的設計必須能負荷數千小時的工作時間和上百萬次的功率循環,同時得承受高達 200℃的溫度。因此產品的可靠性特別關鍵,而同時故障成本也會是一個很大的問題。隨著工業電子系統對能量需求的增加,汽車功率電子設備和組件的供貨商所面臨的最大挑戰就是提供汽車OEM業者所需更高可靠度的系統。
隨著越來越高的能量負載壓力,功率電子創新帶來了一些新的技術,例如使用能夠增加熱傳導系數的直接鍵合銅基板、優越的互連技術(粗封裝鍵合線、帶式鍵合等)和無焊料芯片粘貼技術,都是用來增強模塊的循環能力。這些新的基板有助于降低溫度,金屬帶可負載更大的電流,而且無焊料芯片粘貼可以是燒結的銀,具有特別低的熱阻。
所有的技術都有助于改善組件中的熱傳路徑。但是,功率循環過程和熱效應所產生的熱及熱機械應力仍然會造成系統故障。這些應力可能會導致很多問題,如封裝鍵合線降級、黏貼層疲勞、堆棧脫層以及芯片或基板破裂。
結點位置的熱消散是影響IGBT芯片可靠性的主要因素之一,特別是芯片的粘貼層材料。功率循環測試是仿效模塊生命周期的理想方式,因根據所應用的領域,IGBT模塊的切換次數是可被預測。
本文主要描述結合功率循環測試和熱瞬態測試的測量研究,在此試驗中主要是利用功率循環測試造成組件故障,同時在不同的穩態之間進行熱瞬態測量,用以確定IGBT樣品的故障原因。這類型的測試能適當協助重新設計模塊的物理結構,此外根據需求,它還可以模擬熱機械應力的輸入。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠