CN104502827B - 功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定和试验方法，通过获取功率器件的升温时间、降温时间，确定功率器件的初始间歇寿命试验条件，进行试验；根据实时最小壳温和实时最大壳温修正预设升温时间、降温时间、当前间歇寿命试验的条件，进而在准确的参数设置环境下进行当前间歇寿命试验，提高了功率器件间歇寿命试验的效率,而且可以针对其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致的实时最小壳温和实时最大壳温变化而使功率器件时控方式间歇寿命试验条件输入不准确的技术问题，进行功率器件时控方式间歇寿命试验条件的修正，确保所确定试验条件的准确性，有效预防了升温时间过长导致功率器件损伤等技术问题。

Description

功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定及试验方法

技术领域

本发明涉及半导体器件可靠性试验技术领域，特别是涉及一种功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定及试验方法。

背景技术

半导体功率器件在工作线路中所承受的功率大、温升高，尤其在间断工作时要经历升温、降温的热循环状态，因此对于此类器件的可靠性各生产单位都极为重视。间歇寿命试验是评价器件在规定的时间周期间歇地承受规定的工作和非工作条件下应力的可靠性试验方法。功率器件在间歇工作条件下，实时壳温和结温会发生很大变化，由于器件是由多层热膨胀系数不同的材料构成的，当温度变化时，材料热胀冷缩在界面将产生很大的剪切应力，造成原有缺陷逐渐扩大，使连接芯片与底座的焊料层产生位移形变、使管芯产生裂纹，或导致热阻上升、电性能退化、造成器件失效。因此，间歇工作寿命是表征功率器件可靠性的一项重要指标。

功率器件间歇寿命试验一般分为温控方式和时控方式，温控方式是以温度为基准控制功率器件试验装置的开和关；时控方式为以从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间为基准控制功率器件试验装置的开和关。现有技术中的采用时控方式对功率器件进行间歇寿命试验一般需要进行多次反复摸底试验才能确定功率器件的升温时间和降温时间，并且由于其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化，功率器件的升温时间和降温时间也会发生变化，从而影响到间歇寿命试验效率以及准确性。

发明内容

基于此，有必要针对采用时控方式对功率器件进行间歇寿命试验一般需要进行多次反复摸底试验才能确定功率器件的升温时间和降温时间，并且随着试验次数的增加，功率器件的升温时间和降温时间会发生变化，从而影响到间歇寿命试验效率以及准确性的技术问题，提供一种功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定及试验方法。

一种功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，包括如下步骤：

采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验；

获取间歇寿命试验中功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间；

根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的间歇寿命试验的初始间歇寿命试验条件；

在间歇寿命试验过程中，监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温；

根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正升温时间和降温时间；

根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件在间歇寿命试验过程中的当前间歇寿命试验条件。

上述功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法通过首先采用温控方式对功率器件进行第一预循环设次数的间歇寿命试验使功率器件从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间趋于稳定，进一步获取该状态下功率器件的升温时间和降温时间，然后根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的初始间歇寿命试验条件；并根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正升温时间和降温时间以及当前间歇寿命试验的条件，无需进行多次反复摸底试验便可确定功率器件时控方式间歇寿命试验条件，提高了功率器件间歇寿命试验的效率。而且针对其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致的实时最小壳温和实时最大壳温变化导致功率器件时控方式间歇寿命试验条件输入不准确的技术问题，进行功率器件时控方式间歇寿命试验条件的修正，确保功率器件时控方式间歇寿命试验条件的准确性。

一种功率器件时控方式间歇寿命试验方法，包括如下步骤：

采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验；

获取间歇寿命试验中功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间；

根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的间歇寿命试验的初始间歇寿命试验条件；

利用初始间歇寿命试验条件启动对功率器件进行间歇寿命试验；

监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温；

根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正升温时间和降温时间；

根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件在间歇寿命试验过程中的当前间歇寿命试验条件；并依据所述当前间歇寿命试验条件对功率器件进行间歇寿命试验。

上述功率器件时控方式间歇寿命试验方法通过首先采用温控方式对功率器件进行第一预循环设次数的间歇寿命试验使功率器件从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间趋于稳定，进一步获取该状态下功率器件的升温时间、降温时间，然后确定功率器件的初始间歇寿命试验条件，进行初始间歇寿命试验；并能够根据实时最小壳温和实时最大壳温及时修正其升温时间和降温时间以及当前间歇寿命试验的条件，进而在准确的参数设置环境下进行当前间歇寿命试验，使本发明提供的功率器件时控方式间歇寿命试验方法无需进行多次反复摸底试验便可确定功率器件时控方式间歇寿命试验条件，进行试验，提高了功率器件间歇寿命试验的效率。而且可以针对其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致的实时最小壳温和实时最大壳温变化导致功率器件时控方式间歇寿命试验条件输入不准确的技术问题，进行功率器件时控方式间歇寿命试验条件的修正，确保所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验条件的准确性，有效预防了升温时间过长导致功率器件损伤等技术问题。

附图说明

图1为一个实施例的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定流程图；

图2为一个实施例的功率器件时控方式间歇寿命试验方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定及试验方法的具体实施方式作详细描述。

参考图1，图1所示为一个实施例的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定流程图，包括如下步骤：

S110，采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验；

上述步骤S110中，在确定功率器件时控方式间歇寿命试验条件之前首先对所需要进行间歇寿命试验的功率器件采用温控方式进行间歇寿命试验，使该功率器件从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间都趋于稳定，这样既保证了后续步骤所确定的功率器件时初始间歇寿命试验条件的准确性，又可以避免对功率器件进行多次反复摸底试验。

在一个实施例中，上述第一预设循环次数可以为至少五次，本实施例中，功率器件的温控方式间歇寿命试验次数超过五次，功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间趋于稳定。

S120，获取间歇寿命试验中功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间；

上述步骤S120中，由于从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间都趋于稳定，因此上述步骤获取的升温时间和降温时间也是稳定和准确的。

S130，根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的间歇寿命试验的初始间歇寿命试验条件；

上述步骤S130中，根据步骤S120所获取的稳定的升温时间和降温时间能准确的设置功率器件的间歇寿命试验装置中该功率器件的升温时间和降温时间，对该功率器件进行有效的初始间歇寿命试验。

在一个实施例中，上述根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的初始间歇寿命试验条件的步骤可以包括：

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验升温时间设置为升温时间的时间值；

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验降温时间设置为降温时间的时间值。

S140，在间歇寿命试验过程中，监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温；

上述步骤S140中，由于功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温可能会随着间歇寿命试验次数的增加而发生变化，因此需要对其实时最小壳温和实时最大壳温进行监测，以避免因为功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温变化量大而导致所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验条件不再准确。

在一个实施例中，上述间歇寿命试验过程中，可以在试验次数超过第二预设循环次数后，再进行监控间歇寿命试验过程中的实时最小壳温和实时最大壳温的步骤。由于最初的几次循环试验时，试验条件(如水冷机束流、电流、电压)还不稳定，监测到的实时最小壳温和实时最大壳温可能会有误差，因此可以待试验次数超过第二预设循环次数时，功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温趋于稳定的的情况下，再监测间歇寿命试验过程中的实时最小壳温和实时最大壳温，这样可以使间歇寿命试验过程中功率器件的监测准确性提高。

作为一个实施例，上述第二预设循环次数可以为至少五次。本实施例中，功率器件的间歇寿命试验次数没超过五次时，功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温监测值不准确，不能反映升温时间和降温时间的准确性。

S150，根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正升温时间和降温时间；

上述步骤S150中，根据功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温修正其升温时间和降温时间，可以避免因为其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验升温时间和降温时间不准确，确保所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验条件的准确性。

S160，根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件在间歇寿命试验过程中的当前间歇寿命试验条件。

在一个实施例中，上述根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件的当前间歇寿命试验条件的步骤包括：

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验升温时间设置为修正后的升温时间的时间值；

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验降温时间设置为修正后的降温时间的时间值。

本实施例提供的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法通过首先采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验使功率器件从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间趋于稳定，进一步获取该状态下功率器件的升温时间和降温时间，然后根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的初始间歇寿命试验条件；并能够根据实时最小壳温和实时最大壳温及时修正其升温时间和降温时间以及当前间歇寿命试验的条件，无需进行多次反复摸底试验便可确定功率器件时控方式间歇寿命试验条件，提高了功率器件间歇寿命试验的效率。而且针对其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致的实时最小壳温和实时最大壳温变化导致功率器件时控方式间歇寿命试验条件输入不准确的技术问题，进行功率器件时控方式间歇寿命试验条件的修正，确保功率器件时控方式间歇寿命试验条件的准确性。

参考图2，图2所示为一个实施例的功率器件时控方式间歇寿命试验方法流程图，包括如下步骤：

S210，采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验；

上述步骤S210中，在确定功率器件时控方式间歇寿命试验条件之前首先对所需要进行间歇寿命试验的功率器件采用温控方式进行间歇寿命试验，使该功率器件从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间都趋于稳定，这样既保证了后续步骤所确定的功率器件时初始间歇寿命试验条件的准确性，又可以避免对功率器件进行多次反复摸底试验。

S220，获取间歇寿命试验中功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间；

上述步骤S220中，由于从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间都趋于稳定，因此上述步骤获取的升温时间和降温时间也是稳定和准确的。

S230，根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的间歇寿命试验的初始间歇寿命试验条件；

在一个实施例中，上述根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的初始间歇寿命试验条件的步骤可以包括：

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验升温时间设置为升温时间的时间值；

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验降温时间设置为降温时间的时间值。

S240，利用初始间歇寿命试验条件启动对功率器件进行间歇寿命试验；

S250，监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温；

上述步骤S250中，由于其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化会导致实时最小壳温和实时最大壳温发生变化，而影响到间歇寿命试验条件的准确性，因此需要对其实时最小壳温和实时最大壳温进行监测，以避免因为功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温变化量大而导致所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验条件不再准确。

在一个实施例中，可以在试验次数超过第二预设循环次数后，再进行监控间歇寿命试验过程中的实时最小壳温和实时最大壳温的步骤。由于最初的几次循环试验时，试验条件(如水冷机束流、电流、电压)还不稳定，监测到的实时最小壳温和实时最大壳温可能会有误差，因此可以待试验次数超过第二预设循环次数时，功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温的趋于稳定的情况下，再监测间歇寿命试验过程中的实时最小壳温和实时最大壳温，这样可以使间歇寿命试验过程中功率器件的监测准确性提高。

S260，根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正升温时间和降温时间；

上述步骤S260中，根据功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温修正修正其升温时间和降温时间，可以避免因为其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验升温时间和降温时间不准确，确保所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验条件的准确性。

S270，根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件在间歇寿命试验过程中的当前间歇寿命试验条件；并依据所述当前间歇寿命试验条件对功率器件进行间歇寿命试验。

在一个实施例中，上述根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件的当前间歇寿命试验条件的步骤包括：

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验升温时间设置为修正后的升温时间的时间值；

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验降温时间设置为修正后的降温时间的时间值。

上述功率器件时控方式间歇寿命试验方法通过首先采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验使功率器件从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间趋于稳定，进一步获取该状态下功率器件的升温时间、降温时间，然后确定功率器件的初始间歇寿命试验条件，进行初始间歇寿命试验；并能够根据实时最小壳温和实时最大壳温及时修正其升温时间和降温时间以及当前间歇寿命试验的条件，进而在准确的参数设置环境下进行当前间歇寿命试验，使本发明提供的功率器件时控方式间歇寿命试验方法无需进行多次反复摸底试验便可确定功率器件时控方式间歇寿命试验条件，进行试验，提高了功率器件间歇寿命试验的效率。而且可以针对其他试验条件(如电流、电压、束流、水温)的微小变化导致的实时最小壳温和实时最大壳温变化而使功率器件时控方式间歇寿命试验条件输入不准确的技术问题，进行功率器件时控方式间歇寿命试验条件的修正，确保所确定的功率器件时控方式间歇寿命试验条件的准确性，有效预防了升温时间过长导致功率器件损伤等技术问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验；

获取间歇寿命试验中功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间；

根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的间歇寿命试验的初始间歇寿命试验条件；

在间歇寿命试验过程中，监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温；

根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正升温时间和降温时间；

根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件在间歇寿命试验过程中的当前间歇寿命试验条件。

2.根据权利要求1所述的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，其特征在于，在间歇寿命试验过程中，在试验次数超过第二预设循环次数后，再进行监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温的步骤。

3.根据权利要求2所述的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，其特征在于，所述第二预设循环次数为至少五次。

4.根据权利要求1所述的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，其特征在于，所述第一预设循环次数为至少五次。

5.根据权利要求1所述的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，其特征在于，所述根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的初始间歇寿命试验条件的步骤包括：

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验升温时间设置为升温时间的时间值；

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验降温时间设置为降温时间的时间值。

6.根据权利要求1所述的功率器件时控方式间歇寿命试验条件确定方法，其特征在于，所述根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件的当前间歇寿命试验条件的步骤包括：

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验升温时间设置为修正后的升温时间的时间值；

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验降温时间设置为修正后的降温时间的时间值。

7.一种功率器件时控方式间歇寿命试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用温控方式对功率器件进行第一预设循环次数的间歇寿命试验；

获取间歇寿命试验中功率器件的从预设最小壳温升到预设最大壳温的升温时间以及从预设最大壳温降到预设最小壳温的降温时间；

根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的间歇寿命试验的初始间歇寿命试验条件；

利用初始间歇寿命试验条件启动对功率器件进行间歇寿命试验；

监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温；

根据所述实时最小壳温和实时最大壳温修正所述升温时间和降温时间；

根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件在间歇寿命试验过程中的当前间歇寿命试验条件；并依据所述当前间歇寿命试验条件对功率器件进行间歇寿命试验。

8.根据权利要求7所述的功率器件时控方式间歇寿命试验方法，其特征在于，在试验次数超过第二预设循环次数后，再进行监控功率器件的实时最小壳温和实时最大壳温的步骤。

9.根据权利要求7所述的功率器件时控方式间歇寿命试验方法，其特征在于，所述根据所述升温时间和降温时间确定功率器件的初始间歇寿命试验条件的步骤包括：

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验升温时间设置为升温时间的时间值；

将初始间歇寿命试验条件中的初始试验降温时间设置为降温时间的时间值。

10.根据权利要求7所述的功率器件时控方式间歇寿命试验方法，其特征在于，所述根据修正后的升温时间和降温时间确定功率器件的当前间歇寿命试验条件的步骤包括：

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验升温时间设置为修正后的升温时间的时间值；

将当前间歇寿命试验条件中的当前试验降温时间设置为修正后的降温时间的时间值。