Como avaliar a confiabilidade do chip IGBT selecionado?
Date:2024-08-14
Aqui estão alguns métodos e pontos para avaliar a confiabilidade do chip IGBT escolhido:
1. Teste de ciclo térmico
Princípio
Ao simular o estado de operação e parada do chip sob diferentes condições de temperatura, observe o efeito de suas mudanças físicas devido à expansão térmica e contração no desempenho.
Métodos
Os chips IGBT são colocados em um ambiente alternado de alta e baixa temperatura, por exemplo, variando de-40 ° C a 125 ° C.
Após vários ciclos, verifique se os parâmetros de desempenho elétrico do chip mudaram, como resistência de condução, tensão de limiar, etc.
Exemplo
Em aplicações eletrônicas automotivas, o teste de ciclo térmico é essencial para avaliar a confiabilidade dos chips IGBT nessas condições devido à grande variação de temperatura no ambiente operacional do veículo.
Em segundo lugar, teste de ciclo de potência
Princípio
Simula a situação em que o chip suporta repetidamente a carga de energia no trabalho real e examina sua degradação de desempenho devido à fadiga térmica.
Métodos
Os estados de alta e baixa potência são aplicados periodicamente.
As mudanças na temperatura de junção e os parâmetros de desempenho elétrico do chip são monitorados.
Exemplo
Nos inversores industriais, a inicialização e a parada frequentes fazem com que os chips IGBT experimentem ciclos de energia, cuja confiabilidade a longo prazo pode ser avaliada com esse teste.
3. Teste de tolerância a curto-circuito
Princípio
Detectar o tempo e a corrente que o chip pode suportar em uma situação de curto-circuito para determinar a confiabilidade de seu mecanismo de proteção e estrutura.
Métodos
Uma falha de curto-circuito artificial.
Meça parâmetros como corrente, tensão e temperatura do chip em curto-circuito.
Exemplo
Em sistemas de energia, falhas de curto-circuito ocorrem de tempos em tempos, e a capacidade de tolerância de curto-circuito do chip IGBT está diretamente relacionada à estabilidade do sistema.
Quatro, teste de envelhecimento de alta temperatura
Princípio
Coloque o chip em um ambiente de alta temperatura para operar por um longo tempo, acelere seu processo de envelhecimento e observe as mudanças de desempenho.
Métodos
Trabalhando continuamente por um certo período de tempo (centenas de horas) a uma temperatura elevada definida (por exemplo, 150 ° C).
Os indicadores de desempenho do chip são detectados regularmente.
Exemplo
Em aplicações em ambientes de alta temperatura, como aeroespacial, o teste de envelhecimento de alta temperatura é de grande importância para avaliar a confiabilidade dos chips IGBT.
Cinco, monitoramento de parâmetros de desempenho elétrico
Princípio
Meça continuamente os principais parâmetros de desempenho elétrico do chip em condições normais de trabalho, como resistência de condução, tensão de limiar, corrente de vazamento, etc., e observe se ele muda significativamente com o tempo.
Métodos
No processo de trabalho do chip, os parâmetros acima são monitorados em tempo real usando equipamentos de teste profissionais.
Exemplo
No novo sistema de geração de energia, através do monitoramento de longo prazo dos parâmetros de desempenho elétrico do chip IGBT, problemas potenciais de confiabilidade podem ser descobertos com antecedência.
Seis, avaliação da confiabilidade do pacote
Princípio
Verifique a integridade e a estabilidade do pacote do chip, incluindo soldagem de pinos, resistência à corrosão do material de embalagem, etc.
Métodos
Realize a detecção de raios X para ver a soldagem interna.
Testes de névoa de sal são realizados para avaliar a resistência à corrosão do material de embalagem.
Exemplo
Em aplicações em ambientes úmidos e corrosivos, a confiabilidade do pacote é essencial para o bom funcionamento dos chips IGBT.
Sete, vibração e teste de impacto
Princípio
Avalie a estabilidade mecânica do chip simulando possíveis vibrações e choques durante o transporte, instalação e uso.
Métodos
Use uma mesa de vibração e uma máquina de teste de impacto para aplicar a vibração e o impacto correspondentes.
Exemplo
Em cenários de aplicação com forte vibração, como o trânsito ferroviário, os testes de vibração e impacto são capazes de verificar a confiabilidade dos chips IGBT.
8. Análise de falha
Princípio
Anatomia e análise de chips com defeito para descobrir a causa raiz da falha.
Métodos
Métodos de análise física são usados, como microscopia eletrônica de varredura (SEM), análise espectral de energia (EDS), etc.
Exemplo
Ao analisar o chip IGBT com falha, as lições aprendidas podem ser resumidas e a seleção e o design subsequentes podem ser aprimorados.
O uso abrangente dos métodos acima pode avaliar de forma mais abrangente a confiabilidade do chip IGBT selecionado e fornecer uma garantia confiável para aplicações práticas.
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