熱設計課題を可視化する新しい評価アプローチ
近年、パワーデバイスはさまざまな分野で欠かせない存在となっていますが、設計の早期段階から適切な熱対策と信頼性評価が不可欠となっています。 本装置はパワーサイクル試験装置に過渡熱抵抗測定機能を追加し、デバイスの放熱特性の評価を可能としました。熱抵抗を正確に測定することで熱設計上の課題を把握でき、デバイスの長期信頼性に向けた改善につなげることができます。
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近年、パワーデバイスはさまざまな分野で欠かせない存在となっていますが、設計の早期段階から適切な熱対策と信頼性評価が不可欠となっています。 本装置はパワーサイクル試験装置に過渡熱抵抗測定機能を追加し、デバイスの放熱特性の評価を可能としました。熱抵抗を正確に測定することで熱設計上の課題を把握でき、デバイスの長期信頼性に向けた改善につなげることができます。
熱抵抗は、試料温度が十分に飽和した状態、あるいは直流に対するものとして「定常熱抵抗」、短時間の電力パルス印加に対するものとして「過渡熱抵抗」があります。
パワー半導体デバイスは形状も多様でチップから外気への放熱時間も各構造部で異なり、過渡熱抵抗の測定データにもその影響が現れます。過渡熱抵抗のそくていほうほうには、加熱放(ダイナミック法)と冷却法(スタティック法)があります。
過渡熱抵抗測定で得られる、時間とパワー半導体デバイスの温度上昇特性のグラフを熱抵抗特性と熱容量特性のグラフに変換したものが構造関数です。これにより、各構造部の熱特性が評価可能となり、また故障個所の経時変化をグラフィカルに表示します。
従来は測定した熱抵抗のデータに対して測定ノイズがのるため、構造関数にした際に界面熱抵抗が曖昧になり各部材の傾向が把握しづらいことが課題でした。
エスペックの新技術は、ノイズ低減効果が高く、構造関数にした際に明確なグラフ化ができ各部材の傾向を把握しやすくなります。
【特徴】
◆ 冷却方式は、水冷と空冷方式から選択
◆ デバイス形状・発熱に合わせた冷却治具を提案
◆ 独自の定電流ユニットは、ストレス電流印加時のオーバーシュートを防ぎ、遮断時のサージ電圧を抑制
◆ 温度特性測定α・β値を算出
◆ 試験種別は、時間固定パワーサイクル試験、温度目標パワーサイクル試験(Tvj、Tc)
◆ 印加モードは、定電流制御と定電力制御
【評価対象デバイス】
◆ SiC-MOSFET、IGBT、ダイオード
◆ ディスクリートパッケージ、モジュールタイプ
【試験モード】
◆ 時間固定パワーサイクル試験
◆ 温度目標パワーサイクル試験(Tvj、Tc)