Simcenter POWERTESTER是一臺集成了K系數(shù)測試、熱陽測試、結構函數(shù)分析以及功率循環(huán)測試功能的 自動化測試系統(tǒng)，測試方法滿足AQG-324、IEC60747以及JEDEC JESD51等標準。

與傳統(tǒng)設備相比，POWERTESTER支持在功率循環(huán)期間，實時監(jiān)控電學參數(shù)，熱學參數(shù)，并定期使用結構函數(shù)在線原位評估封裝結構是否發(fā)生老化，無需行功率循環(huán)，再用其他的設備進行熱測試表征?？梢钥焖俑咝У貫樾庐a品研發(fā)提供豐富的熱學數(shù)據(jù)和可靠性數(shù)據(jù)，加速產品研發(fā)進程。

測試應用范圍廣

● 測試范圍廣：一臺設備就可以支持對各種功率電子器件進行熱特性表征和可靠性表征，節(jié)約成本，提升效率;

● 支持多種類型的器件：二極管、MOSFET(包括SiC MOSFET)、IGBT等多種功率電子器件;每種器件均設置了多種測試方法;

● 支持多種封裝類型：TO247，34mm/62mm，Econo PACK等傳統(tǒng)平底封裝，帶散熱翅片的HPD封裝;

支持多種測試功能

● 器件溫敏參數(shù)(K系數(shù))標定，瞬態(tài)熱測試及結構函數(shù)分析，功率循環(huán)測試。

的瞬態(tài)熱測試技術；

● 內置受業(yè)界廣泛認可的T3STER，測試方法符合AQG-324,JESD51-1，IEC60747系列等國際主流標準，能測試器件的冷卻曲線;

● 支持結殼熱阻測試標準JESD51-14;

● 支持使用結構函數(shù)(包括積分結構函數(shù)和微分結構函數(shù))非破壞性地分析器件內部封裝結構各層的熱阻和熱容等參數(shù)。

提供豐富的熱特性表征數(shù)據(jù)

● 支持測試結殼熱阻Rthjc(支持JESD51-14定義的瞬態(tài)雙界面法測試結殼熱阻)，結到流體的熱阻Rthjf，結到NTC的熱阻等;

● 提供積分結構函數(shù)和微分結構函數(shù)，用于對封裝結構進行分析;提供脈沖熱阻，安全工作區(qū)域，RC網(wǎng)絡模型。

強大的功率循環(huán)功能

● 滿足AQG-324標準，支持秒級功率循環(huán)PCsec和分鐘級功率循環(huán)PCmin;

● 支持恒定電流，恒定結溫差△TJ，恒定功率差△P等多種功率循環(huán)模式;

● 功率循環(huán)期間可以記錄電流、電壓、溫度、結構函數(shù)等參數(shù);

● 提供包括循環(huán)電流下的電壓、結溫、功率循環(huán)電流、功率、柵極電流、結殼熱阻等參多種失效判據(jù);

● 支持使用結構函數(shù)在線分析器件在功率循環(huán)過程中各層的老化情況。無需行功率循環(huán)，再用其他的設備進行熱測試表征。

支持與Simcenter Flotherm Flexx和Simcenter FIOEFD等仿真工具建立測試+仿真的Digital Twin。

● 支持將待測器件的RC網(wǎng)絡模型直接輸出給仿真軟件，進行后期仿真優(yōu)化工作;

● 支持待測器件的結構函數(shù)直接輸出給仿真軟件，利用軟件的自動優(yōu)化功能對待測器件的詳細熱學模型進行校準。

•實施加速者化試驗，快速獲取壽命曲線，提供獲取使用壽命必須的數(shù)據(jù)。

•全面的安全性能監(jiān)控:提供煙霧報警，液體泄漏報警，安燈塔，緊急停止按紐以及系統(tǒng)自動監(jiān)控模塊;支持 通過局域網(wǎng)實現(xiàn)遠程查看。

Power Tester 功率循環(huán)實驗測試設備是在 T3Ster 瞬態(tài)熱測試系統(tǒng)上發(fā)展而來的，T3Ster 系統(tǒng)是一個智能化的瞬態(tài)熱測試系統(tǒng)，它由硬件和軟件組成，專業(yè)的測量半導體器件的熱學屬性；T3Ster 系統(tǒng)是一個計算機控制的設備，它與 PC 一起使用，可以對瞬態(tài)熱測試進行控制，并通過 T3Ster-Master 軟件對瞬態(tài)熱測試的結果進行評估和分析。設備能夠對被測的半導體器件施加預先設置的加熱功率，并記錄半導體器件在這個加熱功率下的復雜的熱學反應。通過 T3Ster-Master 軟件擁有對測試后的原始數(shù)據(jù)，也就是溫度隨時間的瞬態(tài)變化曲線，進行分析和處理的能力，從而將熱流路徑上各層材料的熱阻和熱容的特性，包括半導體器件封裝內部的 Die Chip、Die Attach、Lead Frame、Insulator、底殼金屬散熱器和封裝外部的導熱硅脂和熱沉的熱阻和熱容的特性，通過結構函數(shù)非常詳細的呈現(xiàn)出來。Power Tester 帶兩套軟件，一套是Power Tester Post processing tool后處理軟件，一套是 T3Ster Master軟件。Power Tester設備分析和處理的結果可以進一步與半導體器件的仿真結果相比較，對仿真模型進行修正，從而提高設計能力。

Power Tester同時集成了自動功率循環(huán)、熱測試以及結構函數(shù)分析功能，客戶只需要一個平臺就能夠在線、原位對器件進行熱測試及可靠性研究（一機兩用：一種設備兩種用途，提高設備性價比）。

Power Tester 功率循環(huán)測試設備既可以對包括IGBT器件在內的電力電子器件進行功率循環(huán)測試即對被測電力電子器件施加應力測試，還可以通過瞬態(tài)熱測試對包括IGBT 器件在內的電力電子器件進行熱特性測量。特別是在功率循環(huán)測試中通過周期性進行的瞬態(tài)熱測試得到的結構函數(shù)，和因為 Power Tester 功率循環(huán)測試設備監(jiān)控指標值超標而觸發(fā)的瞬態(tài)熱測試得到的結構函數(shù)，可以清晰的顯示出隨著功率循環(huán)測試的進行，包括IGBT器件在內的電力電子器件內部的降級過程（如下圖所示）；利用結構函數(shù)分析循環(huán)過程中封裝結構的改變和缺陷等，可以實時、在線式的對器件失效原因進行確認，而并不需要將被測器件轉移到實驗室中進行失效分析，保證測試結果的精度及準確性；這樣可以大大減少可靠性測試時間，甚至縮短總的測試時間為原來測試時間的1/10。

結構函數(shù)可以清晰的顯示出隨著功率循環(huán)測試的進行，包括 IGBT 器件在內的電力電子器件內部的降級過程

圖片中顯示出了Die attach部分的熱阻在20000次功率循環(huán)后，顯著降級、變化過程

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設備電源部分的設計采用了3通道的架構，可以同時并行輸出 3路加熱電流。當測試設備工作在 3 通道架構下時，可以同時輸出3路為600A的加熱電流，等效于3個獨立的 600A 的電流源。在滿足 VCE 器件導通電壓總和為12V的情況下，可以對最多為 3X4=12個的 IGBT 器件同時進行功率循環(huán)測試或者進行瞬態(tài)熱測試，擴展了測試設備的能力、利用率和生產效率。

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設備的測試模式如下：

瞬態(tài)熱測試測量模式

（1）對于包括 IGBT 器件在內的被測電力電子器件的結溫和熱阻等熱學特性，可以按照JEDEC JESD 51-1 規(guī)定的靜態(tài)測試法進行瞬態(tài)熱測試；

（2）基于瞬態(tài)熱測試的結果，可以生成結構函數(shù)；

（3）實現(xiàn)基于 JEDEC JESD 51-14 規(guī)定的雙界面瞬態(tài)熱測試方法，對包括IGBT器件在內的被測電力電子器件實現(xiàn)結殼熱阻的測量；

功率循環(huán)測試和瞬態(tài)熱測試聯(lián)合測量模式

（1）對于包括 IGBT 器件在內的被測電力電子器件通過功率循環(huán)測試施加應力測試，并且執(zhí)行周期性的瞬態(tài)熱測試，用來監(jiān)控可能發(fā)生的Die-attach的降級和其它可能發(fā)生的結構性的失效；

（2）監(jiān)控作為循環(huán)次數(shù)和/或者測試時間的函數(shù)的器件導通電壓、門電流和被選擇的溫度傳感器輸出的變化；

（3）瞬態(tài)熱測試的頻率可以由用戶進行設定，并且如果設備檢測到門電流或者器件導通電壓增加，將會自動提高在功率循環(huán)實驗中的瞬態(tài)熱測試的頻率；

功率循環(huán)模式

Power Tester 1800A功率循環(huán)測試設備在功率循環(huán)測試和瞬態(tài)熱測試聯(lián)合測量模式下，可以支持多達 4 種不同的功率控制模式：

（1）恒定加熱電流模式(PCsec)：

• 穩(wěn)定的Ton和Toff時間；

• 被測壓接式 IGBT 器件的降級對得到的結溫變化幅度有直接的影響；

• 的進行功率循環(huán)的方式。

（2）恒定結溫差模式：ΔTj

• 穩(wěn)定的Ton和Toff時間，自動計算并調節(jié)加熱電流或調整柵極電壓輸出，確保結溫差恒定。

（3）恒定功率模式：ΔP

• 穩(wěn)定的Ton和Toff時間，自動計算并調節(jié)加熱電流或調整柵極電壓輸出，確保功率恒定。

（4）恒定殼溫差模式ΔTc ：循環(huán)中改變冷板的熱傳導系數(shù) (PCmin)

• 在功率循環(huán)測試中隨著Ton和Toff的時間，同步改變冷板內冷卻液的流量；

• 對被測壓接式 IGBT 器件的殼溫創(chuàng)造出恒定的溫度變化；使得基板的焊接層發(fā)生失效

• 穩(wěn)定的Ton和Toff時間，自動計算并調節(jié)加熱電流，確保殼溫差恒定；

• 適用于長時間周期的功率循環(huán)測試。

功率循環(huán)測試設備規(guī)格參數(shù)

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