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“芯源烧结银”能大幅度提升功率循环寿命!

2024-06-12 16:46:56 阅览131

  近日,国内又一家SiC企业宣布建8吋线,总投资达120亿。5月22日,士兰微发布公告称,他们与厦门市人民政府、厦门市海沧区人民政府等多方签署了《8英寸SiC功率器件芯片制造生产线项目战略合作框架协议》及《投资合作协议》,将共同合资在厦门市海沧区建立一条以SiC-MOSFET为主要产品的8英寸SiC功率器件芯片制造生产线。


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  功率循环试验(Power Cycling,PC)是用于考核功率器件封装可靠性的试验之一,近年来,新能源汽车的发展迅速,相关的功率器件也得到了快速的发展,特别是绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar Transistor,简称IGBT),在新能源汽车,高铁,家用电器等设备中一直处于核心部件的位置,除了IGBT,还有宽禁带器件(有SiC MOSFET 以及GaN 等),因其高击穿场强,高工作结温和高开关频率的特点,在新能源汽车领域得到了巨大的青睐。所以功率循环测试也成为了各个应用领域对这些功率芯片测试的主要测试试验,用于确认来料的IGBT/SIC MOSFET/GaN等功率器件的可靠性,从而确认实际产品的安全性和质量保证。


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  功率循环分为秒钟级和分钟级,以下是二者的定义:

  (1)秒钟PC循环:让芯片间歇流过电流产生间隙发热功率,从而使芯片温度波动。因为热源为芯片自身发热,所以一般称之为主动加热。功率循环的周期一般为3~5秒。

  (2)分钟PC循环:主要是判定模块与散热器间的可靠性

  功率循环对IGBT模块损伤的机理:主要是铝线/铜线热膨胀系数与芯片热膨胀系数不同,芯片热膨胀系数与DBC板不同导致的。损伤的结果主要是绑定线脱落,断裂,芯片焊层分离。对于功率循环,如果器件的导通压降超过初始值的5%或者热阻超过初始值的20%,即判定为失效。

  业界的功率循环测试加载的方法不同:


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  这四种方法测试的结果也不一样:失效速度1>2>3>4

  原因:功率循环的次数与结温波动量密切相关,随着功率循环的进行,被测器件导通压降及热阻势必上升,如果导通时间及导通电流恒定的话,那么在老化后期器件结温会高于测试初期,器件所能承受的功率循环次数必然会少于恒定结温法。


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