談?wù)勚绷鞴β恃h(huán)老化的測試方法

經(jīng)常聽到功率循環(huán)這個實驗，總覺得這個不是很簡單嗎，不就是IGBT溫度在一定范圍波動，然后經(jīng)過幾萬次循環(huán)，再測試IGBT的Vcesat或Rth是否異常來確定循環(huán)次數(shù)。

但是當(dāng)有同事當(dāng)面問我，功率循環(huán)怎么控制結(jié)溫，什么是秒級循環(huán)和分鐘級循環(huán)時，我好像也回答不出完整的答案。所以后來就去查資料爭取能弄更清晰一點。下面就談?wù)勎覝\薄的認識。

截止目前，直流功率循環(huán)老化試驗主要由以下幾種控制策略：

① 固定導(dǎo)通關(guān)斷時間的循環(huán)時間控制策略

在這一策略中，老化試驗期間導(dǎo)通、關(guān)斷時間保持常數(shù)，通過對驅(qū)動電壓 Vge，冷卻系統(tǒng)水溫、加熱電流幅值的控制，實現(xiàn)不同結(jié)溫波動ΔTj 或 ΔTc 的功率循環(huán)。老化試驗期間，模塊的老化衰退會增加ΔTj，從而會顯著縮短故障壽命。

② 恒定電流控制策略

這一策略中加熱電流為常量，無其他控制參量。采用這種控制策略，試驗前要根據(jù)老化的 IGBT 型號和預(yù)期結(jié)溫最大值 Tjmax 和結(jié)溫波動 ΔTj，通過多次試驗確定加熱電流Ih、加熱時間ton、關(guān)斷時間toff，然后開始老化試驗。此方法也會縮短壽命。

③ 恒定功率損耗控制策略。

這一策略通常與固定導(dǎo)通、關(guān)斷時間的方法結(jié)合在一起，通過控制加熱電流Ih或柵極驅(qū)動電壓Vge使得每個加熱階段的功率損耗為常數(shù)。測試期間，單個鍵合線的故障增加功率器件的通態(tài)電壓降，從而增加功率損耗。恒定功率損耗的控制策略將會人為的降低器件的損耗，從而延長器件的壽命。

④ 恒定結(jié)溫波動 ΔTj 的控制策略

在這一策略中，控制每個加熱階段的結(jié)溫值。通常情況下，循環(huán)試驗中通過控制導(dǎo)通、關(guān)斷時間使溫度波動保持恒定，但也通過改變柵極電壓來控制電流和電壓降保持溫度波動恒定。但是這種控制策略下，IGBT老化衰退并不能改變溫度波動，這會過高估計 IGBT 的壽命。

⑤ 恒定殼溫波動 ΔTc 的控制策略.通常情況下，這一策略通過改變加熱電流的導(dǎo)通和關(guān)斷時間控制殼溫波動恒定，導(dǎo)通和關(guān)斷時間主要取決于加熱電流值的大小。為縮小結(jié)溫Tj與外殼溫度Tc之間的溫度差，需要在較長的時間周期內(nèi)升降外殼溫度Tc，這一點與ΔTj功率周期試驗中的試驗條件不同。

對五種控制策略實現(xiàn)方法總結(jié)如表 1.1

另外一個很重要的影響因素我們需要記住的結(jié)論是，短周期的功率循環(huán)次數(shù)長，考驗綁定線鍵合能力。長周期的功率循環(huán)次數(shù)少，考驗綁定線和焊料層可靠性。

如果到達分鐘級別的周期（通常5min），那么影響就和TC的影響靠近了，絕緣基板 DCB 下面焊層的壽命,這時就是PCmin,如下圖。

最后總結(jié)一下今天灌水的內(nèi)容。

1、總結(jié)了四種PC控制的方法，并說明了四種方法對循環(huán)壽命的影響。

2、粗暴的說明了一下什么是分鐘級功率循環(huán)，什么是秒級功率循環(huán)，以及他們影響封裝的哪些位置。