Simcenter POWERTESTER
POWERTESTER功率元件可靠度熱測試設備 – POWERTESTER Family
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Simcenter POWERTESTER為Siemens的Mentor MicReD技術團隊所開發之元件壽命測試機台。團對於2000年開發出T3STER暫態熱阻量測系統後，並於2015年展示將暫態熱阻測試能力放置在功率循環壽命測試系統中，推出世界首創功率循環測試暨瞬態熱阻測試機台Simcenter POWERTESTER。
不同型號與規格的POWERTESTER：PWT 600A (左)、PWT1500A、1800A、3600A類型機器 (中)、PWT 2400A (右)
近年來，功率元件/模組已廣泛地被應用在車輛、運輸系統與能源產業中，使其需求量急遽上升。POWERTESTER系統正是特別針對此類功率元件/模組的信賴性測試需求 (PCT – Power Cycling Test或是IOL – Intermittent Operational Life)而開發的測試設備。
POWERTESTER是業界唯一能夠同時進行功率迴圈(power cycling)測試與暫態熱阻(Rth)量測，並即時(real time)觀測與記錄各項參數的可靠度測試設備。
POWERTESTER記錄參數如下：
● Device voltage with heating current turned on
● Heating current applied in the last cycle
● Power step
● Device voltage after heating current turned off
● Device voltage before heating current turned on
● Highest junction temperature during the last power cycle
● Lowest junction temperature during the last power cycle
● Temperature swing in the last cycle
● Temperature change normalized by the heating power
非破壞性的可靠度失效分析 – POWERTESTER Family
因結合T3STER熱阻量測技術，使用非破壞性瞬態熱阻測試方式，可得瞬態熱阻並分析出元件內部各層熱阻與熱容關係表現，此關係圖形我們稱之為結構函數。
圖2 左圖為結構函數圖形，右圖為元件剖面圖形
Simcenter Power Tester符合可靠度暨熱特性的量測，可在自動化進行功率迴圈測試時，同時針對待測誤進行監測，包括待測物的電流、電壓及接面溫度曲線…等，檢查每個迴圈中物件的最大溫度變化，而其中可藉由待測物起始到損毀間所呈現不同時期的結構函數熱特性，來對封裝水準、缺陷進行檢測，以及提升壽命推估的準確性。
圖3 左圖共跑35000cycle中每5000cycle紀錄一次結構函數，右圖為在特定cycle下指定某層材料對整體熱阻失效比例之數據
符合國際電動車測試標準規範AQG324
近幾年因電動車產能提升，對於車載相關的測試需求也逐步上升，其中如何讓電動車核心元件IGBT元件可提高效並能完成符合規範測試內容，則是各大廠家欲建立的核心技術。Simcenter Power tester以獨家技術，可快速並有效率的自動化執行QC- Characterizing module testing Rth value 和 QL-Quality Lifetime testing (minute / second level) 測試。
產品功能說明 – POWERTESTER Family
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整合熱阻 Rth 測試與Power Cycling 量測系統
世界首創藉由核心機台T3STER在進行Power Cycling test時可能時進行熱阻測試，可得到晶片結溫(Junction Temperature)、瞬態熱阻圖形(Zth)與結構函數(Structure Function)分析。
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測試方式可依據元件特性靈活調整
a. Constant Cycling Current : 固定負載電流
b. Constant Power Step : 固定負載瓦數
c. Constant Delta Tj : 固定負載晶片溫度變化
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自動記錄循環測試下元件的電性資訊
在Power Cycling測試過程可自動記錄測試樣品在各循環圈數中的元件熱阻(Rth)、元件各電壓電流特性(R(DS)on、Vds(ce)、Igss…)等資訊，並可同時記錄元件加熱或降溫的電壓表現(Vhot、Vcold…)。
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符合國際電動車AQG324測試標準規範
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可執行規範中QC- Characterizing module testing Rth value、QL- Quality Lifetime testing的分鐘級與秒級之測試。
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規範標準需測試六顆元件，Simcenter Power tester依元件與機台搭配可以最多同時執行16顆
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測試具Pin-Fin水道樣品時，並可規範中定義流道溫度方式進行計算
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測試樣品不間斷，當單顆樣品失效時，剩餘待測物可不被打斷繼續執行
POWERTESTER Family
