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新能源汽车IGBT热可靠性测试流程迎来重大革新

上网日期: 2016年06月02日 ?? 作者: 邵乐峰 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:IGBT? 热可靠性测试? 电动汽车?

继2014年推出工业级1500A功率循环测试设备MicReD之后,Mentor Graphics公司日前宣布推出全新的MicReD Power Tester 600A 产品,应用领域锁定电动和混合动力车(EV/HEV)中的功率半导体器件的可靠性循环测试。借助该设备,EV/HEV研发和可靠性工程师能够测试功率半导体器件(如绝缘栅双极性晶体管-IGBT、MOSFET、晶体管以及充电器),以便对热可靠性和生命周期性能进行检查。

新能源汽车IGBT热可靠性测试流程迎来重大革新(电子工程专辑)
电动/混合动力汽车市场由于市场规模快速扩张,为IGBT产品带来了绝好的发展机遇

热可靠性问题可能导致需要召回EV/HEV汽车,并且由于电动车和混合动力车的广泛应用,形成了对此解决方案的特定需求。因此,器件供应商、系统供应商和OEM厂商必须通过上万次甚至百万次的功率循环测试,来检测和判定引起器件老化降级的各种原因,包括焊线老化降级、金属层错位、焊接失效、硅芯片和基板的分层等。但在Mentor Graphics公司机械分析部市场营销和产品策略总监Keith Hanna看来,传统测试工艺流程是存在重大缺陷的。

“传统工艺流程非常耗时,因为它需要运行多次功率循环,并在实验室进行失效分析,然后再重复功率循环/实验室失效分析直至器件完全损坏,再去实验室确定失效原因,周而复始,苦不堪言。”Keith Hanna认为这一流程带来的直接后果除了耗时外,其它缺点也是显而易见的,比如在工艺过程中不能“在线”指出失效原因,只能做事后识别;失效原因需要实验分析,一种典型的从封装内部寻找原因的做法。

与1500A产品一样,600A系列同样是一款结合了功率循环测试功能和瞬态热测试功能的热测试产品,并内置了实时结构函数诊断功能。该公司机械分析部MicReD产品经理Andras Vass-Varnai称,Power Tester中的T3Ster“结构函数”功能为所有IGBT提供非破坏性的“在测试过程中失效”的数据。测试期间会记录所有诊断信息,包括电流、电压、芯片温度以及导致封装结构失效的“结构函数”变化。现可对封装开发、可靠性和生产前的来料批量检查进行测试。

MicReD Power Tester 600A产品可以在成千上万的循环中对IGBT模块施加功率。这能为诊断提供“实时”失效过程数据,从而大幅缩短测试时间,也无需进行失效后分析或破坏性失效分析。借助 MicReD T3Ster产品中的Mentor校准技术,相关的三维CFD(计算流体动力学)仿真错误能从通常的20%降至0.5%,实现IGBT和半导体器件的精准热特性。

如果将8个MicReD 600A Power Testers相链接,用户能在系统测试中同时为128个IGBT施加功率循环测试。MicReD Power Tester 600A产品可在载荷条件下提供48V电压,并且用户可处理安装在散热系统外部的器件,实现最佳灵活性。

此外,MicReD Power Tester 600A产品还能与Mentor CFD仿真技术相结合。Mentor FloTHERM和FloEFD 3D CFD软件可提供功率模块的前端装载热仿真。当与 Flowmaster整车热流体成体系系统的一维CFD建模工具相结合时,此软件就可提供前所未有的精度。通过MicReD的T3Ster技术,能为自动化模块校准功能提供CFD输入材料属性,进而对EV/HEV动态功率输入的实际温度响应进行精准仿真。通过技术结合,用户能够对 IGBT热生命周期失效进行精准的预估。







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