功率半導體概述

功率半導體是一種特殊的半導體器件，它們在電力系統中扮演著至關重要的角色。這些器件能夠高效地控制和調節電力的流動，包括電壓和頻率的轉換，以及交流電（AC）和直流電（DC）之間的轉換。這種能力使得功率半導體在各種電力應用中不可或缺，例如電力變換器、電機驅動器和電力調節器等。實驗室作為專業的檢測機構，提供全面的功率半導體測試服務，確保這些器件在各種電力應用中達到最佳性能。

功率半導體的應用領域

功率半導體器件在多個領域中發揮著核心作用，尤其是在新能源、軌道交通、電動汽車、工業應用和家用電器等領域。隨著電動汽車的快速發展，功率半導體器件市場迎來了爆炸式的增長。在這些應用中，功率半導體器件不僅需要提供高效率的電力轉換，還需要保證在惡劣環境下的可靠性和穩定性。

功率半導體的可靠性測試

為了確保功率半導體器件在各種電力轉換應用中的穩定性和可靠性，實驗室提供了全面的測試和驗證服務。這些服務包括對功率半導體器件進行嚴格的性能測試和可靠性驗證，以確保它們在實際應用中的性能和耐用性。

功率循環測試簡介

功率循環測試是一種重要的可靠性測試，它模擬了功率半導體器件在實際運行中的溫度波動。這種測試通過讓芯片在間歇性通電的過程中產生熱量，從而使芯片溫度發生周期性變化。功率循環的周期通常在3到5秒之間，這種周期性的熱循環會對器件造成損傷，如綁線脫落、斷裂以及芯片焊層分離等。實驗室在進行功率循環測試時，通過精確控制測試條件，確保測試結果的準確性和可靠性。這種測試不僅能夠評估器件的耐久性，還能為后續的改進提供重要數據支持。

功率循環測試的機理

功率循環測試的損傷機理主要涉及到銅綁線和芯片表面鋁層的熱膨脹系數不同，以及芯片熱膨脹系數與DBC（Direct Bonded Copper）板不同所導致的問題。這些差異在溫度變化時會導致內部應力，從而影響器件的長期可靠性。

功率循環測試標準

車規級功率模塊的測試標準中，AQG324是由歐洲電力電子研究中心ECPE發布的一個常見標準。該標準對功率循環測試進行了詳細的規定，包括對Tvj的數據測量方法、測試條件和測試流程等。實驗室在進行測試時，必須實時監測被測器件的關鍵參數，如正向或飽和壓降Vce、結溫差ΔTvj和熱阻，這些參數是判定器件失效的關鍵。

功率循環測試的加載方法

業界的功率循環測試加載方法并不統一，不同的加載策略會對功率循環壽命產生影響。例如，有恒定的導通及關斷時間、恒定的殼溫Tc波動、恒定的功率Pv和恒定的結溫Tj波動等方法。這些方法通過調整導通時間、電流或功率來控制器件的溫度波動，以模擬實際應用中的工作條件。