パワーサイクル試験
目的
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。
方法
代表的な通電試験についてご紹介します。
(1)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。
(2)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。
■パワーサイクル試験の動作原理
ゲート電圧(VG）印加するとドレイン電流(ID)が流れます。
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。
■AEC-Q101準拠パワーサイクル試験の対応
QUALIFICATION TEST DEFINITIONS
| # | Stress | Abrv | Sample Size per Lot |
#of Lots |
Reference (current revision) |
Additional Requirement |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | Pre-conditioning | PC | SMD qualification parts before Test#7､ 8､9&10. |
JESD22 A-113 |
Performed on surface mount parts(SMD)prior to Test#7､ 8､9&10 only. TEST before and after PC. Amy replacement of parts must be reportted. |
|
| 10 | Intermittent Operation Life |
IOL | 77 | 3 | MIL-STD-750 Method 1037 |
Testd per duration indicated in Table 2A Ta=25℃ Parts powered to inside ΔTj≧100℃(not to exceed absolute maxiimum ratings). TEST befor and IOL as a minimum. |
Timing Requirements for Intermittent Operational Life (Test #10)
| Package Type | Number of Cycles Required ΔTj≧100℃ |
Number of Cycles Required ΔTj≧125℃ |
Times per cycles |
|---|---|---|---|
| All | 60,000(x+y) 15,000cycles |
30,000(x+y) 7,500cycles |
Fastest capable(minimum2min. on/off)xmin.on+ymin.off |
国内最大規模の試験キャパを保有
〇ディスクリート・パワーデバイスについて
-
- 特徴として、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。
- 事例として、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)
〇パワーモジュールについて
-
- 特徴として、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。
- 事例として、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。
