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半導体パワーサイクル試験

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半導体パワーサイクル試験  / 2022年06月23日 /  電子・半導体 試験・分析・測定

半導体パワーサイクル試験

 主にパワーデバイスにおいて、ON/OFFを繰返すことによる電気的及び熱的ストレスの変化に対する耐性を評価します。

 メリット

国内最大規模の試験キャパを保有しており、一度に大量の試験が実現可能となります。

試験の種類/動作原理

 試験の種類

代表的試験2種類をご紹介致します。

ロングパワーサイクル試験(断続通電試験)

目的 

長時間、電気的な、ON/OFFを繰返すことによる電気的

及び熱的ストレス変化に対する耐性を評価します。

試験条件例    電圧/電流:規定の動作条件、⊿Tc:75℃(30~105℃)
参考規格例 JEITA-ED-470/603
AEC-Q101
対応範囲

MOS-FET、IGBT、IPM、SIC等のモジュール製品及び、

ディスクリート製

 *試験サンプルの大きさ、形状によっては制限を受けます

ショートパワーサイクル試験

目的 

長時間、安定したケース温度下でSW動作を繰返すことによる

電気的及び熱的ストレスの変化に対する耐性を評価します。

試験条件例    電圧/電流:規定の動作条件、Tc:50℃、⊿Tj:100℃(50~150℃)
参考規格例 JEITA-ED-470/603
AEC-Q101
対応範囲

MOS-FET、IGBT、IPM、SIC、GaN等の

ディスクリート製品及びモジュール製品

 *試験サンプルの大きさ、形状によっては制限を受けます

動作原理

 ゲート電圧(VG)印加するとドレイン電流(ID)が流れ、IDが流れるとパワ-チップの 温度が急上昇(Tj)します。また、同時にパッケージ方向に放熱(Tc)されたことになります。この原理を利用して、パワーサイクル試験を実施します。

 

ロングパワーサイクル試験(断続通電試験)

・主にパワーデバイスのON/OFF動作を繰返し、パッケージ温度を上げ下げします

・チップ下のはんだ接合部等における、材料間で線膨張係数の違いによる劣化を

 確認する評価です。

・最大600Aまで対応可能(水冷制御)

 

ショートパワーサイクル試験

・主にスイッチングデバイスにおいて、msecオーダーの早いON/OFF動作を繰返し、 

 パッケージ温度(Tc)をほぼ安定させて、チップ温度を上げ下げします。

・チップ上のワイボンド接合における、材料間の線膨張係数の差による劣化を確認する

 評価です。

・最大400Aまで対応可能。

国内最大規模の試験キャパを保有

ディスクリート・パワーデバイスについて

 ■特長

   サンプル基板にディスクリート品を表面実装して、その基板を通電用基板の

   ソケットに差し、断続通電を行います。

 ■事例

     Id:5A以内/個、ON時間2分/OFF時間2分、⊿Tj100℃、時間:15000cyc、

     数量:77個×3ロット~5ロット(500~600個まで対応可能)

パワーモジュールについて

■特長

   モジュール製品は特殊パッケージサイズ/端子形状であるが、設置治具、

   配線類は内製化しAEC-Q0101対応の実績あり。

■事例

   Id:~400A/個、ON時間2分/OFF時間2分、⊿Tj100~125℃、

   時間:15000cyc、数量:77個対応、全サンプルのVDS/VGS/TC常時モニター可能。