功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定及試驗方法
2023-05-08 18:37:11 2
功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定及試驗方法
【專利摘要】本發明提供一種功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定和試驗方法，通過獲取功率器件的升溫時間、降溫時間，確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件，進行試驗；根據實時最小殼溫和實時最大殼溫修正預設升溫時間、降溫時間、當前間歇壽命試驗的條件，進而在準確的參數設置環境下進行當前間歇壽命試驗，提高了功率器件間歇壽命試驗的效率,而且可以針對其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化而使功率器件時控方式間歇壽命試驗條件輸入不準確的技術問題，進行功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的修正，確保所確定試驗條件的準確性，有效預防了升溫時間過長導致功率器件損傷等技術問題。
【專利說明】
功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定及試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體器件可靠性試驗【技術領域】，特別是涉及一種功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定及試驗方法。
【背景技術】
[0002]半導體功率器件在工作線路中所承受的功率大、溫升高，尤其在間斷工作時要經歷升溫、降溫的熱循環狀態，因此對於此類器件的可靠性各生產單位都極為重視。間歇壽命試驗是評價器件在規定的時間周期間歇地承受規定的工作和非工作條件下應力的可靠性試驗方法。功率器件在間歇工作條件下，實時殼溫和結溫會發生很大變化，由於器件是由多層熱膨脹係數不同的材料構成的，當溫度變化時，材料熱脹冷縮在界面將產生很大的剪切應力，造成原有缺陷逐漸擴大，使連接晶片與底座的焊料層產生位移形變、使管芯產生裂紋，或導致熱阻上升、電性能退化、造成器件失效。因此，間歇工作壽命是表徵功率器件可靠性的一項重要指標。
[0003]功率器件間歇壽命試驗一般分為溫控方式和時控方式，溫控方式是以溫度為基準控制功率器件試驗裝置的開和關；時控方式為以從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間為基準控制功率器件試驗裝置的開和關。現有技術中的採用時控方式對功率器件進行間歇壽命試驗一般需要進行多次反覆摸底試驗才能確定功率器件的升溫時間和降溫時間，並且由於其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化，功率器件的升溫時間和降溫時間也會發生變化，從而影響到間歇壽命試驗效率以及準確性。
【發明內容】
[0004]基於此，有必要針對採用時控方式對功率器件進行間歇壽命試驗一般需要進行多次反覆摸底試驗才能確定功率器件的升溫時間和降溫時間，並且隨著試驗次數的增加，功率器件的升溫時間和降溫時間會發生變化，從而影響到間歇壽命試驗效率以及準確性的技術問題，提供一種功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定及試驗方法。
[0005]一種功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，包括如下步驟:
[0006]採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗；
[0007]獲取間歇壽命試驗中功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間；
[0008]根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的間歇壽命試驗的初始間歇壽命試驗條件；
[0009]在間歇壽命試驗過程中，監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫；
[0010]根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正升溫時間和降溫時間；
[0011]根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件在間歇壽命試驗過程中的當前間歇壽命試驗條件。
[0012]上述功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法通過首先採用溫控方式對功率器件進行第一預循環設次數的間歇壽命試驗使功率器件從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間趨於穩定，進一步獲取該狀態下功率器件的升溫時間和降溫時間，然後根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件；並根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正升溫時間和降溫時間以及當前間歇壽命試驗的條件，無需進行多次反覆摸底試驗便可確定功率器件時控方式間歇壽命試驗條件，提高了功率器件間歇壽命試驗的效率。而且針對其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化導致功率器件時控方式間歇壽命試驗條件輸入不準確的技術問題，進行功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的修正，確保功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的準確性。
[0013]一種功率器件時控方式間歇壽命試驗方法，包括如下步驟:
[0014]採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗；
[0015]獲取間歇壽命試驗中功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間；
[0016]根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的間歇壽命試驗的初始間歇壽命試驗條件；
[0017]利用初始間歇壽命試驗條件啟動對功率器件進行間歇壽命試驗；
[0018]監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫；
[0019]根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正升溫時間和降溫時間；
[0020]根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件在間歇壽命試驗過程中的當前間歇壽命試驗條件；並依據所述當前間歇壽命試驗條件對功率器件進行間歇壽命試驗。
[0021]上述功率器件時控方式間歇壽命試驗方法通過首先採用溫控方式對功率器件進行第一預循環設次數的間歇壽命試驗使功率器件從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間趨於穩定，進一步獲取該狀態下功率器件的升溫時間、降溫時間，然後確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件，進行初始間歇壽命試驗；並能夠根據實時最小殼溫和實時最大殼溫及時修正其升溫時間和降溫時間以及當前間歇壽命試驗的條件，進而在準確的參數設置環境下進行當前間歇壽命試驗，使本發明提供的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法無需進行多次反覆摸底試驗便可確定功率器件時控方式間歇壽命試驗條件，進行試驗，提高了功率器件間歇壽命試驗的效率。而且可以針對其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化導致功率器件時控方式間歇壽命試驗條件輸入不準確的技術問題，進行功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的修正，確保所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的準確性，有效預防了升溫時間過長導致功率器件損傷等技術問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為一個實施例的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定流程圖；
[0023]圖2為一個實施例的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定及試驗方法的【具體實施方式】作詳細描述。
[0025]參考圖1，圖1所示為一個實施例的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定流程圖，包括如下步驟:
[0026]S110，採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗；
[0027]上述步驟SlO中，在確定功率器件時控方式間歇壽命試驗條件之前首先對所需要進行間歇壽命試驗的功率器件採用溫控方式進行間歇壽命試驗，使該功率器件從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間都趨於穩定，這樣既保證了後續步驟所確定的功率器件時初始間歇壽命試驗條件的準確性，又可以避免對功率器件進行多次反覆摸底試驗。
[0028]在一個實施例中，上述第一預設循環次數可以為至少五次，本實施例中，功率器件的溫控方式間歇壽命試驗次數超過五次，功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間趨於穩定。
[0029]S120，獲取間歇壽命試驗中功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間；
[0030]上述步驟S120中，由於從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間都趨於穩定，因此上述步驟獲取的升溫時間和降溫時間也是穩定和準確的。
[0031]S130，根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的間歇壽命試驗的初始間歇壽命試驗條件；
[0032]上述步驟S130中，根據步驟S120所獲取的穩定的升溫時間和降溫時間能準確的設置功率器件的間歇壽命試驗裝置中該功率器件的升溫時間和降溫時間，對該功率器件進行有效的初始間歇壽命試驗。
[0033]在一個實施例中，上述根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件的步驟可以包括:
[0034]將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗升溫時間設置為升溫時間的時間值；
[0035]將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗降溫時間設置為降溫時間的時間值。
[0036]S140，在間歇壽命試驗過程中，監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫；
[0037]上述步驟S140中，由於功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫可能會隨著間歇壽命試驗次數的增加而發生變化，因此需要對其實時最小殼溫和實時最大殼溫進行監測，以避免因為功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化量大而導致所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件不再準確。
[0038]在一個實施例中，上述間歇壽命試驗過程中，可以在試驗次數超過第二預設循環次數後，再進行監控間歇壽命試驗過程中的實時最小殼溫和實時最大殼溫的步驟。由於最初的幾次循環試驗時，試驗條件(如水冷機束流、電流、電壓)還不穩定，監測到的實時最小殼溫和實時最大殼溫可能會有誤差，因此可以待試驗次數超過第二預設循環次數時，功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫趨於穩定的的情況下，再監測間歇壽命試驗過程中的實時最小殼溫和實時最大殼溫，這樣可以使間歇壽命試驗過程中功率器件的監測準確性提尚O
[0039]作為一個實施例，上述第二預設循環次數可以為至少五次。本實施例中，功率器件的間歇壽命試驗次數沒超過五次時，功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫監測值不準確，不能反映升溫時間和降溫時間的準確性。
[0040]S150，根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正升溫時間和降溫時間；
[0041]上述步驟S150中，根據功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫修正其升溫時間和降溫時間，可以避免因為其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗升溫時間和降溫時間不準確，確保所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的準確性。
[0042]S160，根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件在間歇壽命試驗過程中的當前間歇壽命試驗條件。
[0043]在一個實施例中，上述根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件的當前間歇壽命試驗條件的步驟包括:
[0044]將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗升溫時間設置為修正後的升溫時間的時間值；
[0045]將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗降溫時間設置為修正後的降溫時間的時間值。
[0046]本實施例提供的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法通過首先採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗使功率器件從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間趨於穩定，進一步獲取該狀態下功率器件的升溫時間和降溫時間，然後根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件；並能夠根據實時最小殼溫和實時最大殼溫及時修正其升溫時間和降溫時間以及當前間歇壽命試驗的條件，無需進行多次反覆摸底試驗便可確定功率器件時控方式間歇壽命試驗條件，提高了功率器件間歇壽命試驗的效率。而且針對其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化導致功率器件時控方式間歇壽命試驗條件輸入不準確的技術問題，進行功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的修正，確保功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的準確性。
[0047]參考圖2，圖2所示為一個實施例的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法流程圖，包括如下步驟:
[0048]S210，採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗；
[0049]上述步驟S210中，在確定功率器件時控方式間歇壽命試驗條件之前首先對所需要進行間歇壽命試驗的功率器件採用溫控方式進行間歇壽命試驗，使該功率器件從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間都趨於穩定，這樣既保證了後續步驟所確定的功率器件時初始間歇壽命試驗條件的準確性，又可以避免對功率器件進行多次反覆摸底試驗。
[0050]S220，獲取間歇壽命試驗中功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間；
[0051]上述步驟S220中，由於從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間都趨於穩定，因此上述步驟獲取的升溫時間和降溫時間也是穩定和準確的。
[0052]S230，根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的間歇壽命試驗的初始間歇壽命試驗條件；
[0053]在一個實施例中，上述根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件的步驟可以包括:
[0054]將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗升溫時間設置為升溫時間的時間值；
[0055]將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗降溫時間設置為降溫時間的時間值。
[0056]S240，利用初始間歇壽命試驗條件啟動對功率器件進行間歇壽命試驗；
[0057]S250，監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫；
[0058]上述步驟S250中，由於其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化會導致實時最小殼溫和實時最大殼溫發生變化，而影響到間歇壽命試驗條件的準確性，因此需要對其實時最小殼溫和實時最大殼溫進行監測，以避免因為功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化量大而導致所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件不再準確。
[0059]在一個實施例中，可以在試驗次數超過第二預設循環次數後，再進行監控間歇壽命試驗過程中的實時最小殼溫和實時最大殼溫的步驟。由於最初的幾次循環試驗時，試驗條件(如水冷機束流、電流、電壓)還不穩定，監測到的實時最小殼溫和實時最大殼溫可能會有誤差，因此可以待試驗次數超過第二預設循環次數時，功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫的趨於穩定的情況下，再監測間歇壽命試驗過程中的實時最小殼溫和實時最大殼溫，這樣可以使間歇壽命試驗過程中功率器件的監測準確性提高。
[0060]S260，根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正升溫時間和降溫時間；
[0061]上述步驟S260中，根據功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫修正修正其升溫時間和降溫時間，可以避免因為其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗升溫時間和降溫時間不準確，確保所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的準確性。
[0062]S270，根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件在間歇壽命試驗過程中的當前間歇壽命試驗條件；並依據所述當前間歇壽命試驗條件對功率器件進行間歇壽命試驗。
[0063]在一個實施例中，上述根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件的當前間歇壽命試驗條件的步驟包括:
[0064]將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗升溫時間設置為修正後的升溫時間的時間值；
[0065]將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗降溫時間設置為修正後的降溫時間的時間值。
[0066]上述功率器件時控方式間歇壽命試驗方法通過首先採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗使功率器件從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間趨於穩定，進一步獲取該狀態下功率器件的升溫時間、降溫時間，然後確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件，進行初始間歇壽命試驗；並能夠根據實時最小殼溫和實時最大殼溫及時修正其升溫時間和降溫時間以及當前間歇壽命試驗的條件，進而在準確的參數設置環境下進行當前間歇壽命試驗，使本發明提供的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法無需進行多次反覆摸底試驗便可確定功率器件時控方式間歇壽命試驗條件，進行試驗，提高了功率器件間歇壽命試驗的效率。而且可以針對其他試驗條件(如電流、電壓、束流、水溫)的微小變化導致的實時最小殼溫和實時最大殼溫變化而使功率器件時控方式間歇壽命試驗條件輸入不準確的技術問題，進行功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的修正，確保所確定的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件的準確性，有效預防了升溫時間過長導致功率器件損傷等技術問題。
[0067]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，其特徵在於，包括如下步驟: 採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗； 獲取間歇壽命試驗中功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間； 根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的間歇壽命試驗的初始間歇壽命試驗條件； 在間歇壽命試驗過程中，監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫； 根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正升溫時間和降溫時間； 根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件在間歇壽命試驗過程中的當前間歇壽命試驗條件。
2.根據權利要求1所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，其特徵在於，在間歇壽命試驗過程中，在試驗次數超過第二預設循環次數後，再進行監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫的步驟。
3.根據權利要求2所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，其特徵在於，所述第二預設循環次數為至少五次。
4.根據權利要求1所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，其特徵在於，所述第一預設循環次數為至少五次。
5.根據權利要求1所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，其特徵在於，所述根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件的步驟包括: 將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗升溫時間設置為升溫時間的時間值； 將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗降溫時間設置為降溫時間的時間值。
6.根據權利要求1所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗條件確定方法，其特徵在於，所述根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件的當前間歇壽命試驗條件的步驟包括: 將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗升溫時間設置為修正後的升溫時間的時間值； 將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗降溫時間設置為修正後的降溫時間的時間值。
7.一種功率器件時控方式間歇壽命試驗方法，其特徵在於，包括如下步驟: 採用溫控方式對功率器件進行第一預設循環次數的間歇壽命試驗； 獲取間歇壽命試驗中功率器件的從預設最小殼溫升到預設最大殼溫的升溫時間以及從預設最大殼溫降到預設最小殼溫的降溫時間； 根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的間歇壽命試驗的初始間歇壽命試驗條件； 利用初始間歇壽命試驗條件啟動對功率器件進行間歇壽命試驗； 監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫； 根據所述實時最小殼溫和實時最大殼溫修正所述升溫時間和降溫時間； 根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件在間歇壽命試驗過程中的當前間歇壽命試驗條件；並依據所述當前間歇壽命試驗條件對功率器件進行間歇壽命試驗。
8.根據權利要求7所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法，其特徵在於，在試驗次數超過第二預設循環次數後，再進行監控功率器件的實時最小殼溫和實時最大殼溫的步驟。
9.根據權利要求7所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法，其特徵在於，所述根據所述升溫時間和降溫時間確定功率器件的初始間歇壽命試驗條件的步驟包括: 將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗升溫時間設置為升溫時間的時間值； 將初始間歇壽命試驗條件中的初始試驗降溫時間設置為降溫時間的時間值。
10.根據權利要求7所述的功率器件時控方式間歇壽命試驗方法，其特徵在於，所述根據修正後的升溫時間和降溫時間確定功率器件的當前間歇壽命試驗條件的步驟包括: 將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗升溫時間設置為修正後的升溫時間的時間值； 將當前間歇壽命試驗條件中的當前試驗降溫時間設置為修正後的降溫時間的時間值。
【文檔編號】G01R31/26GK104502827SQ201410790389
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】陳媛, 侯波, 師謙 申請人:工業和信息化部電子第五研究所