專利名稱：功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于功率器件的可靠性研究領(lǐng)域，提供了一種功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，本實(shí)用新型對(duì)功率器件壽命的預(yù)測(cè)、功率器件設(shè)計(jì)以及功率器件的生產(chǎn)都有著非常重要的作用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有功率器件在功率循環(huán)中所引起的故障模式一般位于綁定線的連接位置，通常為綁定線剝離和/或芯片頂部的鋁金屬化重建，在某些情況下，還能觀察到綁定線跟部出現(xiàn)裂縫，而機(jī)械作用和熱效益會(huì)不斷地造成綁定線發(fā)生移動(dòng)，從而引發(fā)裂縫，最終材料疲勞會(huì)導(dǎo)致綁定線本身出現(xiàn)故障。為此，采用最與實(shí)際使用情況貼近的模擬功率循環(huán)試驗(yàn)檢測(cè) 功率器件顯得十分必要，這種功率循環(huán)試驗(yàn)可對(duì)功率器件的功率循環(huán)能力作出有效評(píng)估。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，以對(duì)功率器件的功率循環(huán)能力作出有效的評(píng)估。本系統(tǒng)在試驗(yàn)室內(nèi)即可模擬測(cè)試功率器件在實(shí)際使用中的功率循環(huán)次數(shù)。本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有對(duì)功率器件的功率循環(huán)能力缺少一種有效評(píng)估系統(tǒng)的問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。所述的器件加熱系統(tǒng)包括一個(gè)程控電流源和一個(gè)程控電壓源，程控電流源、程控電壓源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；程控電壓源提供被測(cè)功率器件柵射極的控制電壓，使得被測(cè)功率器件打開(kāi)，然后由程控電流源提供可編程的大電流，流經(jīng)被測(cè)功率器件，使被測(cè)功率器件加熱。通過(guò)控制可編程電流源的輸出電流和輸出時(shí)間，達(dá)到控制被測(cè)功率器件結(jié)溫的功能。所述的器件降溫系統(tǒng)包括冷水機(jī)、冷水管道、電磁閥和熱交換器；冷水機(jī)通過(guò)冷水管道和熱交換器連接，冷水管道上設(shè)有電磁閥，電磁閥和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；測(cè)試時(shí)，將被測(cè)功率器件安裝在熱交換器上，需要降溫時(shí)，冷水機(jī)和熱交換器構(gòu)成一個(gè)水循環(huán)，從冷水機(jī)流出的冷水經(jīng)過(guò)熱交換器，從而帶走被測(cè)功率器件的溫度，起到降溫的作用，當(dāng)被測(cè)功率器件加熱不需要降溫的時(shí)候，電磁閥被動(dòng)作，冷水機(jī)流出的冷水不經(jīng)過(guò)熱交換器，經(jīng)過(guò)其他管路直接再送回到冷水機(jī)。所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括程控電壓表和程控電流源，程控電壓表和程控電流源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程控電流源給被測(cè)功率器件通上一個(gè)小電流，約IOmA左右，通過(guò)程控電壓表對(duì)被測(cè)器件壓降的量測(cè)，根據(jù)TSP溫度敏感曲線確定被測(cè)功率器件的結(jié)溫。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)和設(shè)于計(jì)算內(nèi)的控制模塊，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能是通過(guò)控制模塊控制被控的器件加熱系統(tǒng)、器件降溫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成指定的動(dòng)作?？刂颇K包括控制軟件，所述的控制軟件為L(zhǎng)abview軟件。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)功率器件的功率循環(huán)能力進(jìn)行有效評(píng)估，包括自動(dòng)檢測(cè)控制最高結(jié)溫Tjmax和最低結(jié)溫Tjmin。編程設(shè)置循環(huán)次數(shù)功能。利用TSP溫度敏感曲線來(lái)檢測(cè)結(jié)溫，避免了熱電偶安裝差異對(duì)溫度的影響。

圖I為本實(shí)用新型各系統(tǒng)的關(guān)系框圖。圖2為器件加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為器件降溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖所示，本實(shí)用新型包括器件加熱系統(tǒng)3，器件降溫系統(tǒng)2，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I和器件加熱系統(tǒng)3，器件降溫系統(tǒng)2，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4連接。所述的器件加熱系統(tǒng)3包括一個(gè)程控電流源6和一個(gè)程控電壓源7，程控電流源
6、程控電壓源7和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接；程控電壓源7提供被測(cè)功率器件柵射極的控制電壓，使得被測(cè)功率器件5打開(kāi)，然后由程控電流源6提供可編程的大電流，流經(jīng)被測(cè)功率器件5，使被測(cè)功率器件5加熱。通過(guò)控制程控電流源6的輸出電流和輸出時(shí)間，達(dá)到控制被測(cè)功率器件5結(jié)溫的功能。所述的器件降溫系統(tǒng)2包括冷水機(jī)8、冷水管道11、冷水管道11-1、冷水管道11-2、電磁閥9、電磁閥12和熱交換器10 ;冷水機(jī)8通過(guò)冷水管道11、冷水管道11-1、冷水管道11-2和熱交換器10連接，冷水管道11-1上設(shè)有電磁閥9，冷水管道11-2上設(shè)有電磁閥12。電磁閥9、電磁閥12和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接。測(cè)試時(shí)，將被測(cè)功率器件5安裝在熱交換器10上，需要降溫時(shí)，冷水機(jī)8和熱交換器10構(gòu)成一個(gè)水循環(huán)，從冷水機(jī)8流出的冷水經(jīng)過(guò)熱交換器10，從而帶走被測(cè)功率器件5的溫度；當(dāng)被測(cè)功率器件5加熱不需要降溫的時(shí)候，電磁閥12打開(kāi)，電磁閥9關(guān)閉，此時(shí)冷水不經(jīng)過(guò)熱交換器10，有利于被測(cè)功率器件5的升溫，當(dāng)器件需要冷卻的時(shí)候，電磁閥12關(guān)閉，電磁閥9開(kāi)通，此時(shí)冷水流經(jīng)熱交換器10，可以迅速的使被測(cè)功率器件5降溫，提高測(cè)試的效率，減少測(cè)試時(shí)間。所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4包括程控電壓表和程控電流源，程控電壓表和程控電流源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的程控電流源給被測(cè)功率器件通上一個(gè)小電流，約IOmA左右，通過(guò)程控電壓表對(duì)被測(cè)功率器件5壓降量測(cè)，根據(jù)量測(cè)的壓降，確定被測(cè)功率器件5的結(jié)溫。測(cè)試時(shí)，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程控電流源的輸出正負(fù)極和被測(cè)功率器件5的集電極和發(fā)射極對(duì)應(yīng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程控電壓表連接被測(cè)功率器件集電極和發(fā)射極上，檢測(cè)被測(cè)功率器件集電極和發(fā)射極漏極的電壓，由控制模塊將測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換成被測(cè)功率器件5的結(jié)溫。由控制模塊將測(cè)得的電壓轉(zhuǎn)換成被測(cè)功率器件5的結(jié)溫采用TSP溫度敏感曲線。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I包括計(jì)算機(jī)和設(shè)于計(jì)算內(nèi)的控制模塊，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I的功能是通過(guò)控制模塊控制被控的器件加熱系統(tǒng)3、器件降溫系統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4完成指定的動(dòng)作。?？刂颇K包括控制軟件，所述的控制軟件為所述控制軟件為L(zhǎng)abview軟件。利用Labview軟件編程控制器件加熱系統(tǒng)3、器件降溫系統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4。所述的器件加溫系統(tǒng)3和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I之間通過(guò)GPIB、RS232和TTL通訊方式中的任意ー種或幾種的組合進(jìn)行連接。所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的程控電壓表、程控電流源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I之間通過(guò)GPIB、RS232和TTL通訊方式中的任意一種或幾 種的組合進(jìn)行連接。所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4的程控電流源給被測(cè)功率器件的小電流約IOmA左右。
權(quán)利要求1.一種功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于它包括器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接； 所述的器件加熱系統(tǒng)包括一個(gè)程控電流源和一個(gè)程控電壓源，程控電流源、程控電壓源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接； 所述的器件降溫系統(tǒng)包括冷水機(jī)、冷水管道、電磁閥和熱交換器；冷水機(jī)通過(guò)冷水管道和熱交換器連接，冷水管道上設(shè)有電磁閥，電磁閥和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接； 所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括程控電壓表和程控電流源，程控電壓表和程控電流源和和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接； 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)和設(shè)于計(jì)算內(nèi)的控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的器件加溫系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間通過(guò)GPIB、RS232和TTL通訊方式中的任意一種或幾種的組合進(jìn)行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程控電壓表、程控電流源和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之間通過(guò)GPIB、RS232和TTL通訊方式中的任意一種或幾種的組合進(jìn)行連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種功率器件的功率循環(huán)系統(tǒng)，適用于對(duì)功率器件的功率循環(huán)進(jìn)行可靠性進(jìn)行測(cè)試，該測(cè)試系統(tǒng)包括器件加熱系統(tǒng)，器件降溫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)四個(gè)部分組成,通過(guò)監(jiān)測(cè)被測(cè)功率器件在小電流情況下的壓降，參照TSP溫度曲線來(lái)對(duì)結(jié)溫進(jìn)行測(cè)量，本實(shí)用新型可以精確的設(shè)置試驗(yàn)循環(huán)的次數(shù)，并且對(duì)溫度的控制到更加合理的范圍。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202433455SQ201120562050
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者李馮 申請(qǐng)人:嘉興斯達(dá)微電子有限公司