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负载循环变化试验(PC)

在负载循环试验中,温度的变化是周期性的,升温由元器件因内部损耗而产生温度升高,而冷却是使用外部冷却装置再使半导体冷却。
为了加热必须给元器件加上一个恒定的,大小等于额定电流值的直流电流。变化周期为1 秒到数10 秒的时间。主动加热会产生一个从芯片经过外壳直到冷却片的温度梯度下降的变化。
负载循环试验:测试装置和测量程序
通过这个试验可以检查不同层次的热机械应力的影响。特别是芯片和DCB 及连接导线之间的疲劳问题,因为这些部位是最热的。它模拟了半导体在实际工作过程中的负载情况。会得出同温度相关的循环特性曲线,最后会简化成在全部温度范围的失效曲线。为了加速试验,我们选取了温度变化较高的 T 值(例如, T = 80K 和 T =100K),然后推算出在实际应用时,温度变化较小的情况。
振动试验
振动试验是在频率范围从10 到至少1000 赫兹和一个5g 加速度条件下进行的。有时会加大加速度的数值。根据不同的检测设备一般是把最低频率同最高的重力加速度放置在同一时间里。试验的主要任务是找到在机械结构上的漏洞,包括:
- 机械老化弹簧触头
- 焊接焊点的抗振动强度
- 外壳和结构部分的损坏和裂缝
在试验过程中对所有辅助和主要端口都接同一个小电流来检测连接情况。模块在振动试验中,不像在实际应用的情况中,它没有连接(电缆,中间电路电容)额外元器件。根据不同用途的结构形式会得出不同的测试建议,并可能导致不同的最大加速度。
在震动试验板上的SKiiP 系统
弹簧连接的附加试验
对于弹簧触点连接的质量要经过在极端条件下进行的连接可靠性试验 [文献44]。
 微振动(颤动)
当接触头在电流负荷和轻微振动的影响下,会在接触表面产生腐蚀,它会形成一层物质而导致接触不良。本试验的任务是检查弹簧材料和接触表面是否能在整个使用寿命期间,保证一个良好的连接。试验使用压电驱动器来进行(频率:1 赫兹,振幅50 微米)。在实验过程中监测连接点的接触。为了避免“自燃现象”,电流被限制在20 毫安,电压为20 毫伏。
微振动试验原理图和试验照片,例如:MiniSKiiP 弹簧试验
根据 [文献45],如果经过弹簧接触10 万的震动后,它的连接阻抗小于10m Ω,那它被列为优质品。第二代的MiniSKiiP 能达到和超过450 万次的震动。
腐蚀性气体(有毒气体试验)
试验是把元器件方在一个封闭的并注入腐蚀性气体的罐内100 小时。 这也是一个加速试验模,模拟在极端条件下,腐蚀环境产生的影响。
MiniSKiiP 的印刷电路板试验 (条件:3 ppm的硫化氢,40℃,相对湿度80%,2000 小时,15 V)
图2.7.6 显示了MiniSKiiP 接触面的试验后的图像。同时,元器件被加上一定的电压,来测试这种金属组合(印刷电路板/弹簧触点)是否对电子迁移率带来影响,结果是不会对电子迁移率(离子迁移的电场方向)产生影响。可见的后果是腐蚀性气体对镍/黄金表面腐蚀痕迹,原因是弹簧片的保护层和黑色氧化造成的污渍。这些都是左右对称的接触点,但金属与金属接触点是在中间清晰可见。当弹簧的压力很大时,接触层面几乎是密封的。测试后得出的结论是,这种连接是可靠的。
 
 

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