Power Tester 功率循環實驗測試設備是在 T3Ster瞬態熱測試系統上發展而來的，T3Ster 系統是業內專業智能化、高精度測量半導體器件熱特性的瞬態熱測試系統。T3Ster系統是一個計算機控制的設備，它與PC一起使用，可以對瞬態熱測試進行控制，并通過T3Ster-Master軟件對瞬態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。用戶通過T3Ster-Master軟件計算和處理所測的原始數據，獲得溫度隨時間的瞬態變化曲線，并通過結構函數非常詳細的將熱流路徑上各層材料的熱阻和熱容的特性呈現出來，熱流路徑上各層材料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、封裝外部的導熱硅脂和外部的熱沉。

Power Tester帶兩套軟件，一套是PowerTester 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做比較，對仿真模型進行修正，從而提高設計能力。

Power Tester首次同時集成了自動功率循環、熱測試以及結構函數分析功能，客戶只需要一個平臺就能夠對半導體器件進行瞬態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在功率循環過程中實時監控電流（包括柵極電流）、電壓以及結溫等參數，并定期執行熱瞬態測試，利用結構函數分析循環過程中封裝結構的改變和缺陷等。

Power Tester可以幫助客戶加速封裝結構研發、可靠性測試以及可靠性篩選等工作。作為大功率半導體器件瞬態測試和功率循環測試測量行業的標桿和引領者，Power Tester具有其他同類設備無法比擬的重大優勢。

1.針對不同行業的解決方案--廣泛的硬件配置選擇

無論是小功率單管器件還是大功率半導體模塊，PowerTester都能提供各種不同電流不同電壓的版本型號，同時也能滿足對Si基MOSFET,IGBT,功率二極管等半導體器件和SiC Mosfet模塊的瞬態測試測試和功率循環測試。

2.同時兼具瞬態熱測試Rth和功率循環Power Cycling

全新測試模式：同時進行功率循環和熱測試模式 – 利用功率循環對待測器件施加老化應力 – 根據器件達到失效的循環數預估其壽命 – 功率循環期間定期進行熱瞬態測試，并監控系統參數 (VCE 和IGate ) – 功率循環期間，任何與老化降級相關的熱效應都可以在不移動待測器件的情況下通過結構函數在線監測 – 系統會根據用戶提前設定的條件增加熱瞬態測試的頻率

3. 操作界面簡單

整個功率循環實驗過程描述：1）電氣連接被測器件；2）設置被測器件和功率循環的測試參數方案；3）進行功率循環測試；4）“結構函數”顯示測試過程中的失效；5）測試過程完畢。

操作界面簡單方便：用戶可以在工業觸摸屏上通過一步一步導向式快速設置實驗參數和條件，快速完成實驗的初始準備工作。另外通過簡單的操作講解培訓，能讓專業人員和生產線操作人員更快掌握測試流程和輕松上手使用設備。

4.廣泛的功率循環施加策略 (符合AQG-324標準)

Power Tester 1800A功率循環測試設備在功率循環測試和瞬態熱測試聯合測量模式下，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)：固定Ton和Toff時間，隨著功率循環的進行 IGBT 器件的降級對得到的結溫變化幅度有直接的影響，但設備不去干預，這是最嚴格的進行功率循環的方式。 2）恒定結溫差模式ΔTj：固定Ton和Toff時間，設備自動計算并調整加熱電流或調整柵極電壓的輸出，確保結溫差ΔTj恒定。 3）恒定功率模式ΔP：固定Ton和Toff時間，設備自動計算并調整加熱電流或調整柵極電壓的輸出，確保功率ΔP恒定。 4） 恒定殼溫差模式ΔTc ：循環中改變冷板的熱傳導系數 (PCmin)，在功率循環測試中隨著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 器件的殼溫創造出恒定的溫度變化，使得基板的焊接層發生失效。固定Ton和Toff時間，設備自動計算并調節加熱電流，確保殼溫差ΔTc恒定。適用于長時間周期的功率循環測試。

5.高精度的監控和精確的測試結果

功率循環期間，記錄的數據包括： 電學參數：開關切換前后Vce ，柵極電流I(g,off)， ΔP和Icycle等； 熱學參數 ：ΔTJ ， Tjmax， Tjmin，， ΔTJ/ ΔP，Rth以及結構函數等。

6.安裝器件簡易，滿足用戶自帶水道的測試需求。 在設備的封閉測試腔體里平放著兩塊銅冷板，銅冷板尺寸是 400mmX300mm。銅冷板上可快捷地放置所有平面封裝類型的電力電子器件，同時利用專用的螺桿夾具對不同尺寸的器件進行靈活移動配置、定位和固定。設備配合外接的液冷循環器和外接的廠務水使用的時候，液冷循環器和廠務水可以在外部進行連接，如此同時設備可以支持用戶自由搭建自帶水道的水冷散熱系統。

7.安全功能和高可靠性設計

Power Tester 1800A功率循環測試設備具有極高的安全性能。設備具有一個標準4 色信號燈塔，用來指示設備操作的狀態。在封閉的測量區域裝有安全傳感器功能，一旦觸發，PowerTester 1800A功率循環測試設備可以立即關掉加熱電流的輸出，保證操作人員和設備的安全，這些安全傳感器功能包括：

1）煙霧報警功能； 2）過溫報警功能； 3）安裝有冷板漏液傳感器，具有冷板漏液報警功能； 4）當使用廠務水的時候，測量用的冷板上安裝有水流量傳感器，實時顯示當前的廠務水流量； 5）當出現意外情況時，可以使用手動急停按鈕，切斷設備電源，保證安全； 6）加熱電流只有在聚碳酸酯的防護罩被閉合和操作人員不會觸碰測量區域的時候才能輸出，可以保證操作人員和設備的安全。

8.了解失效機理和損害的因果關系

Power Tester 功率循環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測試，還可以通過瞬態熱測試對包括IGBT 器件在內的電力電子器件進行熱特性測量。在功率循環測試過程中，器件的每個循環的各種參數值被監控和記錄，通過周期性對器件進行瞬態熱測試并得到不同周期的結構函數，可以清晰的顯示出電力電子器件內部的降級過程（如下圖所示）；利用結構函數分析循環過程中封裝結構的改變和缺陷等，可以實時、“原位在線”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。

結構函數可以清晰的顯示出隨著功率循環測試的進行，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次功率循環后，顯著降級、變化過程

9.精細熱模型校準

FloTHERM是廣為全球各地電子系統結構設計工程師和電子電路設計工程師使用的電子系統散熱仿真分析軟件，全球市場占有率很高。FloTHERM采用了成熟的CFD（Computational Fluid Dynamic，計算流體動力學）和數值傳熱學仿真技術并成功的結合了業內在電子設備傳熱方面的大量獨特經驗和數據庫開發而成，同時FloTHERMM軟件還擁有大量專門針對電子工業而開發的模型庫。

Power Tester 功率循環測試儀系統內置的T3ster通過提供物理測試方法對FloTHERM熱仿真軟件進行補充，可以用來驗證仿真模型或測試制造過程的質量。

T3SterDetailed Model Calibration詳細模型校準：通過導入T3SterMaster生成的帶有器件封裝的結構函數測試結果并自動進行熱模型校準，通過對某些不確定參數進行合理設計并計算，得到FloTHERM熱模型和T3Ster模型匹配的結果，最終達到精確建模和驗證的目的。

貝思科爾（BasiCAE），專注為國內高科技電子及半導體等行業提供先進的電子/結構設計、散熱仿真分析、半導體熱可靠性測試及設計數據信息化管理的解決方案和咨詢服務。

審核編輯 ：李倩