陕西动态测试无功老化测试设备

汽车IGBT模块测试标准下功率循环和温度循环作为表示的耐久测试，要求极为严格，例如功率循环次数可能从几万次到十万次不等。主要目的是测试键合线、焊接层等机械连接层的耐久情况。测试时的失效机理主要是，芯片、键合线、DBC、焊料等的热膨胀系数不一致，导致键合线脱落、断裂，芯片焊层分离，以及焊料老化等。随着国内新能源汽车产业的快速发展，产业链上游大有逐步完成国产替代，甚至带领世界的趋势，诸如整车品牌、动力电池、电池材料等等已经走得比较靠前，而汽车电控IGBT模块是新能源汽车主要的功率器件。IGBT自动化设备实现了功率半导体器件封装过程中的自动化操作和控制。陕西动态测试无功老化测试设备

由CMC制成的垫片可以传导电流、传递热量、保证电气绝缘距离，并具有与芯片和基板相匹配的可调节热膨胀系数(CTE)。交错平面封装方法通过增加相邻芯片间的距离来减小等效耦合热阻，拉长热耦合的传热路径，具有均匀且较小的热耦合效应。这种封装方式利用了3D封装结构灵活性的优势，增大传热距离，但没有增大功率模块的尺寸。具有低热耦合效应、更均匀的温度分布和出色的热性能。在相同的耗散热和散热条件下，与传统芯片布局封装模块至大结温155.8℃，封装内部至大温差12.3℃相比，交错布局封装至大结温为135.2℃，封装内部至大温差只3.4℃。显然，交错封装模块的温度分布更加均匀，可有效降低封装热阻和芯片间的热耦合不均匀程度。网带式气氛烤炉生产IGBT自动化设备的动态测试能够辅助优化器件的设计和生产工艺。

功率器件封装结构散热设计原则：针对功率器件的封装结构，国内外研究机构和企业在结构设计方面进行了大量的理论研究和开发实践，多种结构封装设计理念被国内外研究机构提出并研究，一些结构设计方案已成功应用在商用功率器件上。功率器件自身的属性及其特殊的服役环境决定了封装器件内部总是受到电场、热以及应力等多种场效应相互耦合的综合作用。功率器件的结构设计，应首先要满足电气绝缘要求，在此基础上兼顾结构设计对封装散热、芯片及封装各部件间受力等其他方面的影响。

4种AlN基板功率循环耐测试：为了更好地评估AlN覆铜板耐久性和寿命，将4种AlN覆铜板以常规工艺封装成IGBT模块，用硅胶进行密封保护，恒定功率为1200A/3.3kV、0~85000次循环测试，验证4种AlN覆铜板IGBT模块的功率循环可靠性。器件的起始温度T0设置为45℃，Tc为循环后的温度，相对热阻Rr下式计算，可得AMB陶瓷基板IGBT模块在7万次功率循环后，模块温度为50℃，相对热阻＜15%，满足电力电子器件特别是高压、大电流IGBT模块可靠性要求（相对热阻＜15%）。DBC陶瓷基板IGBT模块在4万次循环前，相对热阻保持在15%以内，超过4万次，模块温度逐渐增高，相对热阻（＞15%）超出了可靠性要求。DPC陶瓷基板在1万次相对热阻为22%，器件受到破坏，在3万次循环后器件完全失效。TFC陶瓷基板在2万次循环后相对热阻为33%，器件受到破坏，4.5万次循环后器件完全失效。动态测试IGBT自动化设备对产品出厂前的检验提供了支持。

芯片下表面焊接连接，上表面采用载银硅树脂连接，以进一步降低热机械应力。栅极端子与聚酰亚胺柔性电路板连接。通过空气实现散热器与环境间的电气绝缘。芯片两侧的基板表面为翅片状热沉的连接提供了平台，可使用介电流体(如空气)进行冷却，该PCoB双面风冷模块具有与液冷等效的散热性能。研究表明，采用该封装的1200V/50ASiC肖特基二极管在空气流速为15CFM的条件下测试得到模块结到环境的热阻只为0.5℃/W。在没有散热措施时，结到环境的热阻也低于5℃/W。而对于类似大小的芯片，采用25mil的AlN陶瓷基板和12mil的镀镍铜底板封装的传统功率模块的结壳热阻已达到约0.4℃/W。将该模块通过导热脂连接在液冷散热板上，结到冷却液体的热阻为0.6~1℃/W。表明该PCoB双面空冷模块具有与传统液冷模块相当的热性能。动态测试IGBT自动化设备可精确测量器件的开关速度和损耗。辽宁共晶真空炉价位

在高低温冲击检验中，IGBT自动化设备能够模拟恶劣环境下的工作条件，保证产品性能。陕西动态测试无功老化测试设备

采用Sn-Au高温焊料将基板连接到带有翅片的铜底板上，芯片焊盘和基板采用铝键合线连接。将硅凝胶灌入外壳封装并固化。该基板可以从根本上有效降低回路电感，至大问题是附加陶瓷层(SiN)增加了散热热阻。但研究结果表明，该附加陶瓷层也只使芯片结温升高了2℃，影响几乎可以忽略。采用相同原理和结构封装的器件还有很多。如采用金属带进行芯片连接的封装。金属带连接增大了键合线的载流能力。将芯片嵌入到焊接在DBC上的PCB板中，通过键合线将芯片电极连接到PCB板上。通过优化电流回路、驱动位置和栅极连接可以至小化寄生电感。上述器件在具体封装结构方面略有差异，但所采用的封装原理与传统键合线连接封装相同，这种封装形式决定了其单面散热的封装热特性，使得封装器件内部产生的热量几乎只能从芯片一侧的基板和底板传递，形成了单一的散热路径。陕西动态测试无功老化测试设备