半導體熱特性試驗系統ST-PCX

基礎能力

試驗對象

各種封裝的Diode、BJT、MOS-FET、SCR、IGBT、IPM等

試驗能力

1. 功率循環秒級/PCsec 
2. 功率循環分鐘級/PCmin 
3. 被動循環/TC 
4. 瞬態熱阻/Zth 
5. 穩態熱阻/Rth 
6. K曲線/Kcurve

試驗標準

MIL-STD-750E、JEDEC、JESD51、AEC-Q101、AQG324、GJB128A、 IEC60747

物理規格及環境要求

1. 主機規格：200/W*136/D*150/H（cm）
2. 主機質量：＜600kg 
3. 水冷卻機：105/W*56/D*116/H（cm）
4. 水冷卻機：＜310kg 
5. 環境溫度：5～40℃ 
6. 相對濕度：不大于80％RH 
7. 電網環境：AC380V，三相五線（PC）
8. MAX功率：32KW 
9. 供水要求：無雜質自來水，＜30℃ 
10. 接地保護：整機需要接地保護

半導體熱特性試驗系統ST-PCX

性能規格

1. 一平臺兩試驗：一套設備同時進行功率循環和熱測試。
2. 熱阻分析軟件：自主軟件，具有熱瞬態測試及結構函數分析方法。
3. 結構函數診斷，獲取循環過程中缺陷，對應循環數及失效原因等。
4. 50pA分辨率的柵極電流測試能力，范圍500pA~100uA。
5. 柵極電壓電范圍-10V~+20V，分辨率0.1V，精度0.5%±0.25。
6. 加熱電流：0~3000A（可分檔選），500mA分辯率，精度0.1%±0.3%。最小脈寬500ms,50ms脈沖開啟，50us脈沖關閉。支持0~12V,Vce器件導通電壓。
7. 數據采集能力：3通道采集PCT和Z/Rth數據。每通道±12V輸入。每通道MAX10uV電壓分辨率，采樣時間1us、結溫精度0.01℃。
8. 7個熱電偶溫度測量點：左右液冷板出水口2個、左右冷板上方共2個、器件殼體3個、分辯率0.1℃，精度±1%/±0.5℃。
9. 數據監測：記錄每個試驗通道的ICE、VCE@IH、VCE@IM、IGE、VGE、RthJc、ON\OFFTime、F(壓接型器件）循環數，DeltaTj、Tjmax、Tjmin、出水口和器件外殼溫度等，可記錄數21000000次。
10. K系數：電流0~2A，精度≦0.1%+5mA，分辨率0.1mA。VF量程0.02000V~4.00000V，精度：±0.01%，顯示精度：0.00001V。恒溫系統20~200°℃，精度±0.5℃，分辨率0.1°℃。
11. Zth/Rth：結溫測試采樣速度1MHz,VF測量MAX分辨率0.01mV,對應測量結溫的精度是0.01°℃。殼溫測試采樣1KHz，精度±1%/±0.5℃。快速關斷，加熱電流可1ps內去除。Zthjc,Zthja測試能力。Rth顯示范圍0.001～10.000。積分、微分結構函數曲線。

半導體熱特性試驗系統ST-PCX

性能規格·系統部件

液冷板 

本設備配置3個液冷板，液冷板的尺寸：300*200mm

加熱電流 

1. 3臺品牌電源 
2. 輸出電壓范圍：0~10V，精度：額定電壓的0.05%
3. 輸出電流范圍：0~1000A，精度：額定電流的0.3%
4. 3臺電源并聯后，MAX輸出電流可達3000A
5. 該加熱電流源用于熱阻測試和功率循環 

IM測試電流源 

1. 數量：3路（每個通道對應1路）
2. 電壓16V，電流10mA~1000mA，控制精度≦0.5/±0.2mA；n溫度范圍（TA/Ta/TC/TL）：10.0℃~200℃，精度：0.2%±0.2℃
3. 該電流源用于穩態熱阻測試、瞬態熱阻測試、功率循環

電壓測量單元 

1. 數量：12套（每個器件對應1套） 
2. 電壓測量范圍：0.02V~4.000V 
3. 分辯率：10uV； 
4. 測量精度：≦±150uV（小于0.1mV±0.1%） 
5. 采檢間隔時間：最小1us 

輔助電源 

1. 數量：12套（每個器件對應1套） 
2. 8套輔助電源均為不共地電源（浮地電源），每套電源包括1個-20V~+20V的可調電源

溫度測量裝置

1. 數量：24路（每個通道8路，共計24路） 
2. 冷板：進水口、出水口、平臺中心K型熱電偶監測器件TC
3. 一組Tc用外接備用熱電偶
4. 預留溫度接口：每個通道預留3路溫度接口，可接Pt100、熱敏電阻等 
5. 溫度測量范圍：0℃~200℃，精度：0.2%±0.2℃ 

工控機系統 

1. 系統配置研華工控機一臺 
2. CPU：I5-6200u 
3. 硬盤：512G，至少可存儲連續試驗一年的測試數據 
4. 內存：4G 
5. 顯示屏：21寸，分辯率：1920*1080高清 

開關控制 

1. 數量：3套 
2. 用于熱阻測試和功率循環試驗時對加熱電流的開通和關斷；Ton/Toff時間：0.5秒~999秒 
3. 小于50ms的脈沖開啟時間
4. 小于100us脈沖關閉時間 

K系數測試單元 

K系數獨立測試單元，包括一個溫度可程控的高溫試驗箱，一個K系數測試單元，一塊測試板。（可測MOSFET的K系數，二極管的K系數）

半導體熱特性試驗系統ST-PCX

性能規格·熱阻單元

穩態熱阻

1. 結溫和殼溫Rthjc=（Tj-Tc）/Pw；
2. 參考標準：MIL-STD-750-3100
3. 測試電流：范圍10~1000mA，精度≤1%±0.1mA，分辨率0.1mA；
4. 加熱電流：范圍0~1000A,精度≤0.1%Set±0.3%range;，分辨率0.1A;
5. 正向壓降VF測量范圍：0.0200V~4.0000V，
6. 測量精度：≤±150uV，顯示精度：10uV；
7. 電壓測量頻率：1MHZ，每次取樣間隔時間：最小1us
8. 結溫測量精度：≤0.1℃
9. 恒溫系統：范圍-20~200℃，穩定度±0.01℃，分辨率0.01℃；
10. 溫度范圍（TA/Ta/TC/TL）：10.0℃～200℃，精度：0.2%±0.2℃;
11. 每次最多只能對1個器件測量穩態熱阻。
12. 測量方法：關斷加熱電流快速采樣電壓值，根據K系數曲線及采樣間隔時間，算關斷瞬間結溫值，測穩態工作的TA/Ta/TL/TC值，得穩態熱阻值。

瞬態熱阻

1. 雙界面法測量，參考標準：JESD51-14
2. 測試電流：范圍10~1000mA，精度≤1%±0.1mA，分辨率0.1mA；
3. 加熱電流：范圍0~1KA,精度s0.1%Set±0.3% range;，分辨率0.1A;
4. 正向壓降VF測量范圍：0.0200V~4.0000V，
5. 測量精度：≤±150uV，顯示精度：10uV；
6. 電壓測量頻率：1MHZ，每次取樣間隔時間：最小1us
7. 結溫測量精度：≤0.1℃
8. 恒溫系統：范圍-20~200℃，穩定度±0.01℃，分辨率0.01℃；
9. Zthjc、Zthja測試能力；
10. 顯示積分、微分結構函數曲線

半導體熱特性試驗系統ST-PCX

性能規格·功率循環

1.設備能力 

1. 整機配置3個測試通道，每個通道4顆器件，整機共可同時測試8顆器件
2. 測試電流：范圍10~1000mA，精度≦0.5％±0.2mA，分辨率0.1mA
3. 加熱電流：范圍0~1000A，精度≦0.1%±0.3%分辨率0.1A
4. 2通道并聯后可提供MAX2000A電流能力
5. 正向壓降VF測量范圍：0.0200V~4.0000V 
6. 測量精度：≦±150uV，顯示精度：10uV
7. 電壓測量頻率：1MHZ，每次取樣間隔時間：最小1us
8. 具有秒級（PCsec）和分鐘級（PCmin）試驗能力 
9. 試驗過程中測量瞬態熱阻，并生成微分積分結構函數，觀察試驗過程中熱阻變化情況。通過結構函數，快速得到循環過程中的缺陷、及對應的 循環次數，失效原因等 

2.PCsec 

1. 結溫測試：變速采樣，MAX1MHz，精度1℃，分辨率0.1℃
2. 殼溫測試：采樣速度1KHz，精度2℃，分辨率0.1℃
3. 典型條件：0.5s
4. 老化模式：恒電流（最嚴酷），恒定結溫Tjmax/ΔTjmax，恒定功率P
5. 數據記錄：加熱電流IH，Ton，Toff，Tjmax，ΔTj，Tjmin，進水口、出水口溫度Tw，水流量F，冷板溫度，循環數，熱阻值 

3.PCmin 

1. 結溫測試：變速采樣，MAX1MHz，精度1℃，分辨率0.1℃
2. 殼溫測試：采樣速度1KHz，精度2℃，分辨率0.1℃
3. 典型條件：2min
4. 老化模式：恒電流（最嚴酷），恒定結溫TCmin/ΔTC，恒定功率P 
5. 數據記錄：加熱電流IH，Ton，Toff，Tcmax，ΔTc，Tcmin，進水口、出水口溫度Tw，水流量F，冷板溫度，循環數，熱阻值 

4.工作模式 

多種工作模式：恒電流、恒功率、恒結溫差、恒殼溫差、恒開關時間

5.器件固定 

導軌及鎖緊夾具。DUT與冷板之間需有導熱硅脂

半導體熱特性試驗系統ST-PCX