[發(fā)明專利]功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110449950.9
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102520294A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李馮
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興斯達(dá)微電子有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 嘉興君度知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 沈志良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功率器件的可靠性研究領(lǐng)域，提供了一種功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，本發(fā)明對功率器件壽命的預(yù)測、功率器件設(shè)計(jì)以及功率器件的生產(chǎn)都有著非常重要的作用。??

背景技術(shù)

現(xiàn)有功率器件在功率循環(huán)中所引起的故障模式一般位于綁定線的連接位置，通常為綁定線剝離和/或芯片頂部的鋁金屬化重建，在某些情況下，還能觀察到綁定線跟部出現(xiàn)裂縫。而機(jī)械和熱效益會不斷地造成綁定線發(fā)生移動，從而引發(fā)裂縫，最終材料疲勞會導(dǎo)致綁定線本身出現(xiàn)故障。為此，采用最與實(shí)際使用情況貼近的模擬功率循環(huán)試驗(yàn)檢測功率器件顯得十分必要，這種功率循環(huán)試驗(yàn)可對功率器件的功率循環(huán)能力作出有效評估。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，以對功率器件的功率循環(huán)能力作出有效的評估。用本系統(tǒng)在試驗(yàn)室內(nèi)即可模擬測試功率器件在實(shí)際使用用的功率循環(huán)次數(shù)。?

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有對功率器件的功率循環(huán)能力缺少一種有效評估系統(tǒng)的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：它包括器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；?

所述的器件加熱系統(tǒng)包括一個程控電流源和一個程控電壓源，程控電流源、程控電壓源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；程控電壓源提供被測功率器件柵射極的控制電壓，使得被測功率器件打開，然后由程控電流源提供可編程的大電流，流經(jīng)被測功率器件，使被測功率器件加熱；通過控制程控電流源的輸出電流和輸出時間，達(dá)到控制被測功率器件的結(jié)溫；

所述的器件降溫系統(tǒng)包括冷水機(jī)、冷水管道、電磁閥和熱交換器；冷水機(jī)通過冷水管道和熱交換器連接，冷水管道上設(shè)有電磁閥，電磁閥和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；測試時，將被測功率器件安裝在熱交換器上，需要降溫時，冷水機(jī)和熱交換器構(gòu)成一個水循環(huán)，從冷水機(jī)流出的冷水經(jīng)過熱交換器，從而帶走被測功率器件的溫度，迅速的使被測功率器件降溫，提高測試的效率，減少測試時間；當(dāng)被測功率器件加熱不需要降溫的時候，電磁閥被動作，冷水機(jī)流出的冷水不經(jīng)過熱交換器，經(jīng)過其他管路直接再送回到冷水機(jī)；

所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括程控電壓表和程控電流源，程控電壓表和程控電流源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程控電流源給被測功率器件通上一個小電流，通過程控電壓表對被測器件壓降量測，根據(jù)量測的壓降，確定被測功率器件的結(jié)溫；

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)和設(shè)于計(jì)算內(nèi)的控制軟件，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能是控制被控的器件加熱系統(tǒng)、器件降溫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成指定的動作。

所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程控電流源的輸出正負(fù)極和被測功率器件的集電極和發(fā)射極對應(yīng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程控電壓表連接被測功率器件集電極和發(fā)射極上，檢測被測功率器件集電極和發(fā)射極漏極的電壓，由控制軟件將測得的電壓轉(zhuǎn)換成被測功率器件的結(jié)溫。?

所述的器件加溫系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間通過GPIB、RS232和TTL通訊方式中的任意一種或幾種的組合進(jìn)行連接。?

所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程控電壓表、程控電流源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間通過GPIB、RS232和TTL通訊方式中的任意一種或幾種的組合進(jìn)行連接。所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程控電流源給被測功率器件的小電流約10mA左右。?

所述控制軟件為Labview軟件，利用Labview軟件編程控制器件加熱系統(tǒng)、器件降溫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。?

所述由控制軟件將測得的電壓轉(zhuǎn)換成被測功率器件的結(jié)溫采用TSP溫度敏感曲線。?

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：對功率器件的功率循環(huán)能力進(jìn)行有效評估，包括：自動檢測控制最高結(jié)溫Tjmax和最低結(jié)溫Tjmin。編程設(shè)置循環(huán)次數(shù)功能。利用TSP溫度敏感曲線來檢測結(jié)溫，避免了熱電偶安裝差異對溫度的影響。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明各系統(tǒng)的關(guān)系框圖。?

圖2為器件加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。?

圖3為器件降溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。?

具體實(shí)施過程：

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖所示，本發(fā)明包括器件加熱系統(tǒng)3，器件降溫系統(tǒng)2，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1和器件加熱系統(tǒng)3，器件降溫系統(tǒng)2，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4連接。?