JP7223718B2 - Power cycle test device and power cycle test method - Google Patents
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Description
本発明は、パワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法に関する。 The present invention relates to a power cycle test apparatus and a power cycle test method.
従来、特許文献1に記載されているように、パワー半導体等の試験体に対して電流の印加及びその停止を繰り返すことにより当該試験体に熱衝撃を加え、各種デバイスの信頼性を試験するパワーサイクル試験が知られている。このパワーサイクル試験では、電流の印加及びその停止のサイクルにより試験体の内部発熱と冷却とを繰り返し、線膨張係数の差に起因して生じる応力によって試験体内の接合部を劣化させることにより、試験体の耐熱衝撃性が評価される。 Conventionally, as described in Patent Document 1, by repeatedly applying and stopping a current to a test body such as a power semiconductor, a thermal shock is applied to the test body to test the reliability of various devices. A cycle test is known. In this power cycle test, the internal heat generation and cooling of the specimen are repeated by the cycle of applying and stopping the current, and the stress caused by the difference in the coefficient of linear expansion deteriorates the joints in the specimen. Body thermal shock resistance is evaluated.
特許文献1には、水冷ヒートシンク式のパワーサイクル試験装置が記載されている。このパワーサイクル試験装置は、試験用パワーデバイスが搭載される冷却プレートと、チラーと、チラーにより温調された水を冷却プレートとの間で循環させる循環水パイプと、試験用パワーデバイスへ電流を印加する電流源と、試験用パワーデバイスへの電流の印加及び遮断を制御する制御用パワーデバイスと、を備えている。 Patent Literature 1 describes a water-cooled heat sink type power cycle test apparatus. This power cycle test equipment consists of a cooling plate on which a test power device is mounted, a chiller, a circulating water pipe that circulates water temperature-controlled by the chiller between the cooling plate, and an electric current to the test power device. A current source for applying current and a control power device for controlling application and interruption of current to the test power device are provided.
特許文献1では、試験用パワーデバイスに対して電流印加のオン/オフを繰り返すことによってデバイスの接合部温度の上昇と下降とが繰り返されるが、以下のような事態が生じる可能性がある。例えば、冷却水による冷却が不要である電流印加のオン時にも冷却プレートへ冷却水が供給されることによって、接合部温度の上昇が遅くなる可能性がある。このため、従来では、パワーサイクル試験の試験時間が長くなり、試験を効率的に行うことができないケースが発生する可能性がある。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200011, the junction temperature of the test power device repeatedly rises and falls by repeatedly turning on and off the application of current to the test power device. However, the following situations may occur. For example, the supply of cooling water to the cooling plate even when the current application is turned on, which does not require cooling by cooling water, may slow down the increase in temperature of the junction. For this reason, conventionally, the test time of the power cycle test becomes long, and there is a possibility that the test cannot be performed efficiently.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能なパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a power cycle test apparatus and a power cycle test method capable of efficiently performing a power cycle test.
本発明の一局面に係るパワーサイクル試験装置は、試験体に電流を印加する電流印加部と、前記試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、前記冷却媒体温調部で温調された前記冷却媒体により前記試験体を冷却する冷却部と、前記冷却媒体温調部と前記冷却部との間で前記冷却媒体を循環させる循環回路と、前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路と、前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態を切り替えるための切替部と、前記試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験が実行されるように前記電流印加部を制御する電流印加制御部と、前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて前記切替部を制御する切替制御部と、を備えている。 A power cycle test apparatus according to one aspect of the present invention includes a current application unit that applies a current to a test object, a cooling medium temperature control unit that regulates the temperature of a cooling medium for cooling the test object, and the cooling medium temperature a cooling unit for cooling the test specimen with the cooling medium temperature-controlled by the control unit; a circulation circuit for circulating the cooling medium between the cooling medium temperature control unit and the cooling unit; and bypassing the cooling unit. a bypass route connected to the circulation circuit so as to allow the cooling medium to flow into the bypass route; a switching unit for switching the flow state of the cooling medium into the bypass route; and a current application control unit that controls the current application unit so that the and a switching control unit that controls the switching unit.
このパワーサイクル試験装置によれば、試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行すると共に、そのパワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて切替部を制御することができる。これにより、パワーサイクル試験中において、冷却部への冷却媒体の供給要否のタイミングに合わせて、バイパス経路への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができる。したがって、本発明のパワーサイクル試験装置によれば、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能になる。 According to this power cycle test apparatus, it is possible to execute a power cycle test by repeatedly applying and stopping a current to a test object, and to control the switching section according to a predetermined timing in the power cycle test. As a result, during the power cycle test, it is possible to appropriately switch the flow state of the cooling medium to the bypass path in accordance with the timing of whether or not the cooling medium needs to be supplied to the cooling unit. Therefore, according to the power cycle test apparatus of the present invention, it becomes possible to efficiently perform the power cycle test.
上記パワーサイクル試験装置において、前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験において、前記電流印加部から前記試験体へ電流が印加されているときに前記冷却媒体が前記バイパス経路へ流入し且つ前記電流印加部から前記試験体への電流の印加が停止しているときに前記冷却媒体が前記バイパス経路へ流入しないように、前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。 In the power cycle test apparatus, the switching control unit causes the cooling medium to flow into the bypass path and the current application unit to flow into the bypass path when a current is being applied from the current application unit to the test object in the power cycle test. The switching unit may be configured to control the switching unit so that the cooling medium does not flow into the bypass path when application of current from the unit to the test object is stopped.
この構成によれば、試験体への電流印加時に接合部温度の上昇が冷却水により阻害されるのを抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the cooling water from hindering the junction temperature from rising when current is applied to the specimen.
上記パワーサイクル試験装置において、前記試験体のジャンクション温度のデータを受信する受付部をさらに備えてもよく、前記切替制御部は、前記受付部で受信した前記試験体のジャンクション温度の値に基づいて前記切替部を制御するように構成されていてもよい。 The above power cycle test apparatus may further include a reception unit that receives data of the junction temperature of the test object, and the switching control unit, based on the value of the junction temperature of the test object received by the reception unit, It may be configured to control the switching unit.
この構成によれば、受付部で受信した試験体のジャンクション温度の値を指標としてバイパス経路への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができるため、パワーサイクル試験中にジャンクション温度をより確実に制御することが可能になる。 According to this configuration, the junction temperature value of the test object received by the reception unit can be used as an index to appropriately switch the flow state of the cooling medium into the bypass path, so that the junction temperature can be controlled more reliably during the power cycle test. it becomes possible to
上記パワーサイクル試験装置において、前記切替制御部は、前記受信した前記試験体のジャンクション温度の値と前記試験体のジャンクション温度の目標値との比較に基づいて、前記試験体のジャンクション温度の値が前記目標値に近づくように前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。 In the above power cycle test apparatus, the switching control unit determines whether the junction temperature value of the test piece is equal to the target value of the junction temperature of the test piece based on the comparison between the received value of the junction temperature of the test piece and the target value of the junction temperature of the test piece. It may be configured to control the switching unit so as to approach the target value.
この構成によれば、受信した試験体のジャンクション温度の値とその目標値との差に基づいてバイパス経路への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができるため、パワーサイクル試験中に試験体のジャンクション温度を目標値により確実に制御することができる。 According to this configuration, it is possible to appropriately switch the inflow state of the cooling medium to the bypass path based on the difference between the received value of the junction temperature of the test object and its target value. The junction temperature can be reliably controlled by the target value.
上記パワーサイクル試験装置において、前記試験体のジャンクション温度のデータを受信する受付部をさらに備えてもよく、前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験における予め定められたタイミングで、前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態が切り替わるように前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。前記タイミングは、前記試験体へ電流印加を行ったときの前記試験体のジャンクション温度の時間変化に基づいて予め定められていてもよい。 The above power cycle test apparatus may further include a reception unit that receives data of the junction temperature of the test piece, and the switching control unit switches to the bypass path at a predetermined timing in the power cycle test. The switching unit may be controlled to switch the inflow state of the cooling medium. The timing may be determined in advance based on a temporal change in junction temperature of the test piece when current is applied to the test piece.
この構成によれば、ジャンクション温度の測定値とその目標値とを比較する演算処理等を実行しなくても、パワーサイクル試験中にバイパス経路への冷却媒体の流入状態を適切なタイミングで切り替えることができる。 According to this configuration, the inflow state of the cooling medium to the bypass path can be switched at an appropriate timing during the power cycle test without executing arithmetic processing or the like for comparing the measured value of the junction temperature and its target value. can be done.
上記パワーサイクル試験装置において、前記切替部は、前記冷却媒体温調部から前記循環回路へ流出した前記冷却媒体のうち、前記バイパス経路へ流入する前記冷却媒体の流量と前記冷却部へ供給される前記冷却媒体の流量との比率を調整可能に構成されていてもよい。 In the above power cycle test apparatus, the switching unit controls the flow rate of the cooling medium flowing into the bypass path, out of the cooling medium flowing out from the cooling medium temperature control unit to the circulation circuit, and the amount of the cooling medium supplied to the cooling unit. A ratio with the flow rate of the cooling medium may be configured to be adjustable.
この構成によれば、バイパス経路へ流入する冷却媒体の量をより細かく調整することができるため、パワーサイクル試験中にジャンクション温度をより高精度に制御することが可能になる。 With this configuration, the amount of cooling medium flowing into the bypass path can be adjusted more finely, so the junction temperature can be controlled with higher accuracy during the power cycle test.
上記パワーサイクル試験装置は、前記冷却部の内部から前記冷却媒体を排出する排出機構をさらに備えていてもよい。 The power cycle test apparatus may further include a discharge mechanism for discharging the cooling medium from inside the cooling unit.
この構成によれば、冷却媒体による試験体の冷却が不要であるときに当該冷却媒体を冷却部内から排出し、冷却部内における冷却媒体の残留を抑制することができる。 According to this configuration, the cooling medium can be discharged from the inside of the cooling section when cooling of the specimen by the cooling medium is unnecessary, and the remaining of the cooling medium in the cooling section can be suppressed.
上記パワーサイクル試験装置において、前記排出機構は、前記冷却部の内部へ気体を供給する気体供給源を含んでいてもよい。 In the power cycle test apparatus described above, the discharge mechanism may include a gas supply source that supplies gas to the interior of the cooling section.
この構成によれば、気体供給源から冷却部内へ気体を送り込んで冷却媒体を押し出すことにより、冷却部内の冷却媒体をより確実に排出することが可能になる。 According to this configuration, the cooling medium in the cooling section can be more reliably discharged by sending the gas from the gas supply source into the cooling section to push out the cooling medium.
上記パワーサイクル試験装置は、前記排出機構を制御する排出制御部をさらに備えていてもよい。前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験の終了タイミング以降に、前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部を制御するよう構成されていてもよい。前記排出制御部は、前記終了タイミング以降であって前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部が切り替わった後、前記排出機構を作動させるように構成されていてもよい。 The power cycle test apparatus may further include an ejection control section that controls the ejection mechanism. The switching control section may be configured to control the switching section so that the cooling medium flows into the bypass path after the timing of ending the power cycle test. The discharge control section may be configured to operate the discharge mechanism after the switching section is switched such that the cooling medium flows into the bypass path after the end timing.
この構成によれば、パワーサイクル試験の終了後に冷却部への冷却媒体の流入を停止すると共に当該冷却部内に残存した冷却媒体を排出し、冷却部内における冷却媒体の残留を抑制することができる。 According to this configuration, after the power cycle test is completed, the cooling medium can be stopped from flowing into the cooling section and the cooling medium remaining in the cooling section can be discharged, thereby suppressing the cooling medium from remaining in the cooling section.
上記パワーサイクル試験装置は、前記試験体が収容されるチャンバーをさらに備えていてもよい。前記排出制御部が前記排出機構を作動させるタイミングは、前記チャンバー内の温度が前記冷却媒体の温度に到達したとき以降であるように構成されていてもよい。 The power cycle test apparatus may further include a chamber in which the test specimen is accommodated. The discharge control unit may operate the discharge mechanism after the temperature inside the chamber reaches the temperature of the cooling medium.
この構成によれば、チャンバー内の温度を周期的に変化させるサーマルサイクル試験をパワーサイクル試験と同期させて実施する場合に、冷却部内に残存した冷却媒体が熱負荷となってサーマルサイクルによる試験体の温度制御が阻害されるのを抑制することができる。 According to this configuration, when a thermal cycle test in which the temperature in the chamber is periodically changed is performed in synchronization with the power cycle test, the cooling medium remaining in the cooling unit becomes a heat load, and the test specimen is subjected to the thermal cycle. Inhibition of temperature control can be suppressed.
本発明の他の局面に係るパワーサイクル試験方法は、試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行する方法である。この方法では、試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、前記試験体を冷却する冷却部と、の間で冷却媒体を循環回路に循環させ、前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて、前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路に前記冷却媒体が流通するように、前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ前記冷却部への冷却媒体の流入状態を切り替える。 A power cycle test method according to another aspect of the present invention is a method of executing a power cycle test by repeatedly applying and stopping a current to a test object. In this method, a cooling medium is circulated in a circulation circuit between a cooling medium temperature control unit that controls the temperature of a cooling medium for cooling the test object and a cooling unit that cools the test object, and the power cycle test is performed. A state in which the test body is thermally connected to the cooling unit so that the cooling medium flows through a bypass route connected to the circulation circuit so as to bypass the cooling unit according to a predetermined timing in is maintained, switching the inflow state of the cooling medium to the cooling unit.
この方法によれば、パワーサイクル試験中において、冷却部への冷却媒体の供給要否のタイミングに合わせて、冷却部への冷却媒体の流入状態を適宜切り替えることができる。したがって、本発明のパワーサイクル試験方法によれば、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能になる。 According to this method, during the power cycle test, it is possible to appropriately switch the flow state of the cooling medium to the cooling section in accordance with the timing of necessity of supplying the cooling medium to the cooling section. Therefore, according to the power cycle test method of the present invention, it becomes possible to efficiently perform the power cycle test.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、パワーサイクル試験を効率的に行うことが可能なパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を提供することができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a power cycle test apparatus and a power cycle test method capable of efficiently performing a power cycle test.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を詳細に説明する。 A power cycle test apparatus and a power cycle test method according to embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
(実施形態1)
<パワーサイクル試験装置>
まず、本発明の実施形態1に係るパワーサイクル試験装置1の構成を、図1に基づいて説明する。パワーサイクル試験装置1は、試験体100に対して電流Iの印加及びその停止を繰り返すことにより当該試験体100に熱衝撃を与え、試験体100の信頼性を試験するための装置である。試験体100は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やパワートランジスタ等であるが、これらに限定されない。
(Embodiment 1)
<Power cycle test equipment>
First, the configuration of a power cycle test apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The power cycle test apparatus 1 is a device for applying a thermal shock to the
図1に示すように、パワーサイクル試験装置1は、電流印加部60と、冷却媒体温調部20と、冷却部10と、循環回路30と、バイパス経路42と、第1切替部40と、第2切替部41と、排出機構50と、回収経路44と、リザーバタンク43と、コントローラ70と、を主に備えている。以下、これらの構成要素をそれぞれ説明する。
As shown in FIG. 1, the power cycle test apparatus 1 includes a current applying
電流印加部60は、試験体100に電流Iを印加する電源である。電流印加部60から試験体100への電流印加のタイミングや印加電流の大きさは、コントローラ70により制御される。
The current applying
冷却媒体温調部20は、パワーサイクル試験中に試験体100を冷却するための冷却媒体を温調するものであり、チラーにより構成されている。冷却媒体は、例えば水(冷却水)であるが、これに限定されない。図1に示すように、冷却媒体温調部20の筐体には、冷却媒体の入口22と、冷却媒体の出口21とがそれぞれ設けられている。また当該筐体内には、冷却媒体を冷却する冷凍機と、冷却媒体を加温するヒータと、温調された冷却媒体を送り出す送液ポンプとがそれぞれ設置されている。本実施形態における冷却媒体温調部20は、冷凍機を一定出力で常時運転させると共に、ヒータの出力によって冷却媒体の温度を調整するものであるが、これに限定されない。
The cooling medium
冷却部10は、冷却媒体温調部20で温調された冷却媒体により試験体100を冷却する水冷ヒートシンクである。具体的に、冷却部10は、電流印加の停止中に試験体100の温度を速やかに下げるために用いられる。冷却部10は、熱伝導率が高い金属材料からなるプレートであり、試験体100が載置される載置面10Aを有すると共に、冷却媒体が流れる流路11が内部に形成されている。試験体100から冷却部10の内部を流れる冷却媒体へ放熱が起こることにより、試験体100が冷却される。図1に示すように、冷却部10には、冷却媒体の入口12と、冷却媒体の出口13とがそれぞれ設けられている。
The cooling
循環回路30は、冷却媒体温調部20と冷却部10との間で冷却媒体を循環させるためのものである。図1に示すように、循環回路30は、冷却媒体温調部20の出口21と冷却部10の入口12とを接続する供給経路31と、冷却媒体温調部20の入口22と冷却部10の出口13とを接続する戻り経路32とを含む。供給経路31及び戻り経路32は、冷却媒体が流れる流路が内部に形成された配管により構成されている。
The
バイパス経路42は、冷却部10を迂回するように循環回路30に接続されており、冷却媒体が流れる流路が内部に形成された配管により構成されている。第1切替部40は、供給経路31に設置された三方バルブ(流路切替バルブ)であり、供給経路31からバイパス経路42への冷却媒体の流入状態を切り替える。
The
より具体的には、供給経路31は、第1切替部40よりも上流側(冷却媒体温調部20側)の第1供給経路31Aと、第1切替部40よりも下流側(冷却部10側)の第2供給経路31Bとを含む。第1切替部40には、三つのポート(入口ポート40A、第1出口ポート40B及び第2出口ポート40C)が設けられている。図1に示すように、第1供給経路31Aの上流端が冷却媒体温調部20の出口21に接続されると共に、第1供給経路31Aの下流端が第1切替部40の入口ポート40Aに接続されている。第2供給経路31Bの上流端が第1切替部40の第1出口ポート40Bに接続されると共に、第2供給経路31Bの下流端が冷却部10の入口12に接続されている。またバイパス経路42の上流端は、第1切替部40の第2出口ポート40Cに接続されている。
More specifically, the
第1切替部40は、コントローラ70によって制御されることにより、入口ポート40Aと第1出口ポート40Bとが連通する供給状態と、入口ポート40Aと第2出口ポート40Cとが連通するバイパス状態との間で切り替わる。供給状態では、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体が、第1供給経路31Aから第1切替部40を経由して第2供給経路31Bへ流入するが、バイパス経路42へは流入しない。一方、バイパス状態では、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体が、第1供給経路31Aから第1切替部40を経由してバイパス経路42へ流入するが、第2供給経路31Bへは流入しない。つまり、バイパス状態では、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体が、冷却部10を通過せずに(冷却部10を迂回して)冷却媒体温調部20の入口22へ戻る。
The
第2切替部41は、第1切替部40と同様に構成された三方バルブであり、戻り経路32に設置されている。戻り経路32は、第2切替部41よりも上流側(冷却部10側)の第1戻り経路32Aと、第2切替部41よりも下流側(冷却媒体温調部20側)の第2戻り経路32Bとを含む。
The
第2切替部41には、三つのポート(入口ポート41A、第1出口ポート41B及び第2出口ポート41C)が設けられている。第1戻り経路32Aの上流端が冷却部10の出口13に接続されると共に、第1戻り経路32Aの下流端が第2切替部41の入口ポート41Aに接続されている。第2戻り経路32Bの上流端が第2切替部41の第1出口ポート41Bに接続されると共に、第2戻り経路32Bの下流端が冷却媒体温調部20の入口22に接続されている。またバイパス経路42の下流端は、第2戻り経路32Bに接続されている。
The
排出機構50は、冷却部10の内部(流路11)から冷却媒体を排出するためのものである。図1に示すように、本実施形態における排出機構50は、第2供給経路31Bから分岐する分岐経路51と、分岐経路51内の流路を開閉する開閉バルブ52と、分岐経路51のうち第2供給経路31Bに接続された端部と反対側の端部に設けられた気体供給源53とを含む。気体供給源53は、例えばエアコンプレッサであり、分岐経路51及び第2供給経路31Bを介して冷却部10の流路11内へ気体(圧縮エア)を供給する。これにより、冷却部10内の冷却媒体が圧縮エアにより押し出され、冷却部10の外へ排出される。なお、冷却部10内へ送り込まれる気体はエアに限定されない。
The
回収経路44は、冷却部10から排出された冷却媒体を回収するための経路である。図1に示すように、回収経路44の上流端が第2切替部41の第2出口ポート41Cに接続されており、回収経路44の下流端が冷却媒体温調部20に設けられた供給口23に接続されている。
The
リザーバタンク43は、排出機構50により冷却部10から排出された冷却媒体を貯留するためのものである。リザーバタンク43は、例えば開放型のタンクであり、回収経路44に設置されている。なお、回収経路44及びリザーバタンク43は、本発明における必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。
The
第2切替部41は、コントローラ70によって制御されることにより、入口ポート41Aと第1出口ポート41Bとが連通する戻り状態と、入口ポート41Aと第2出口ポート41Cとが連通する回収状態との間で切り替わる。戻り状態では、冷却部10の出口13から流出した冷却媒体が、第1戻り経路32Aから第2切替部41を経由して第2戻り経路32Bへ流入するが、回収経路44へは流入しない。一方、回収状態では、冷却部10の出口13から流出した冷却媒体が、第1戻り経路32Aから第2切替部41を経由して回収経路44へ流入するが、第2戻り経路32Bへは流入しない。つまり、リザーバタンク43へ冷却媒体を回収する際には、第2切替部41が回収状態に切り替わる。
The
コントローラ70は、パワーサイクル試験装置1の各種動作を制御するためのものであり、電流印加制御部71と、第1切替制御部72と、第2切替制御部73と、排出制御部74と、チラー制御部75とを含む。電流印加制御部71、第1切替制御部72、第2切替制御部73、排出制御部74及びチラー制御部75は、コントローラ70の中央演算処理装置(CPU;Central Processing Unit)により実行される各機能である。
The
電流印加制御部71は、試験体100への電流Iの印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験が実行されるように電流印加部60を制御する。第1切替制御部72は、第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で切り替える。第2切替制御部73は、第2切替部41を戻り状態と回収状態との間で切り替える。排出制御部74は、排出機構50を制御するものであり、具体的には開閉バルブ52の開閉を切り替える。チラー制御部75は、冷却媒体温調部20の運転を制御する。
The current
第1切替制御部72は、パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて第1切替部40を制御する。より具体的には、第1切替制御部72は、パワーサイクル試験において、電流印加部60から試験体100へ電流Iが印加されているときに冷却媒体がバイパス経路42へ流入し且つ電流印加部60から試験体100への電流Iの印加が停止しているときに冷却媒体がバイパス経路42へ流入しないように、第1切替部40を制御する。以下、この制御の具体的な内容を、図2のタイミングチャート及び図3のフローチャートに基づいて説明する。
The first
<パワーサイクル試験方法>
上記コントローラ70により実施される、本実施形態に係るパワーサイクル試験方法を説明する。このパワーサイクル試験方法は、上記パワーサイクル試験装置1を用いて実施され、試験体100への電流Iの印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行することと、当該パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて冷却部10への冷却媒体の流入状態(バイパス経路42への冷却媒体の流入状態)を切り替えることとを含む。具体的には、以下に説明する通りである。
<Power cycle test method>
A power cycle test method according to this embodiment, which is performed by the
図1では、試験体100への電流印加の停止時における冷却媒体の流れが破線矢印により示されている。一方、図4では、試験体100への電流印加時における冷却媒体の流れが破線矢印により示されている。また図2では、横軸が時間を示しており、上段グラフが試験体100の接合部温度(ジャンクション温度、Tj温度)の時間変化を示し、中段グラフが試験体100への電流印加のオン/オフのタイミングを示し、下段グラフがバイパス経路42への冷却媒体の流入のオン/オフのタイミングを示している。
In FIG. 1, the flow of the cooling medium when the application of current to the
まず、電流印加制御部71が電流印加部60を制御し、試験体100への電流印加を開始する(図2の時間t1、図3のステップS10)。これにより、試験体100の内部で発熱が起こり、試験体100のジャンクション温度が第1設定温度に向かって上昇する。図2中の時間t1~t2の間、試験体100へ印加される電流Iは一定である。
First, the current
そして、試験体100への電流印加を開始すると共に、第1切替制御部72が、第1切替部40を供給状態(図1)からバイパス状態(図4)へ切り替える(図3のステップS20)。これにより、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体は、第1供給経路31A、バイパス経路42及び第2戻り経路32Bを順に流れ、冷却媒体温調部20の入口22へ戻る。このように、試験体100への通電中は冷却媒体が冷却部10へ供給されないため、試験体100のジャンクション温度の上昇が冷却媒体により阻害されるのを抑制することができる。
Then, the first
ジャンクション温度が第1設定温度以上になると(図2の時間t2、図3のステップS30のYES)、電流印加制御部71が電流印加部60を制御し、試験体100への電流印加を停止する(図3のステップS40)。これと共に、第1切替制御部72が、第1切替部40をバイパス状態(図4)から供給状態(図1)へ切り替える(図3のステップS50)。
When the junction temperature reaches or exceeds the first set temperature (time t2 in FIG. 2, YES in step S30 in FIG. 3), the current
これにより、試験体100の内部での発熱が止まり、ジャンクション温度が第2設定温度(第1設定温度よりも低い温度であって常温付近の温度)に向かって下降する。このとき、第1切替部40が供給状態(図1)に切り替わっているため、冷却媒体温調部20の出口21から流出した冷却媒体は、第1供給経路31A及び第2供給経路31Bを順に流れて冷却部10の流路11内へ流入する。これにより、試験体100から冷却部10内の冷却媒体へ放熱が起こり、ジャンクション温度が第2設定温度に向かって速やかに下降する。
As a result, the heat generation inside the
ジャンクション温度が第2設定温度以下まで下がると(図2の時間t3、図3のステップS60のYES)、パワーサイクル試験における1サイクルが終了し、コントローラ70内の処理により試験サイクル数のカウントが1つプラスされる(図3のステップS70)。そして、試験サイクルのカウントが設定サイクルに到達するまでの間、上記試験サイクル(図2の時間t1~t3、図3のステップS10~S70)を繰り返す。試験サイクルのカウントが設定サイクルに到達すると(図3のステップS80のYES)、パワーサイクル試験が終了する。
When the junction temperature drops below the second set temperature (time t3 in FIG. 2, YES in step S60 in FIG. 3), one cycle in the power cycle test is completed, and the number of test cycles is counted to 1 by the processing in the
以上の通り、本実施形態に係るパワーサイクル試験装置1によれば、試験体100への電流Iの印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験を実行すると共に、当該パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で切り替える。具体的には、試験体100への電流印加時には第1切替部40がバイパス状態(図4)に切り替えられると共に、試験体100への電流印加の停止時には第1切替部40が供給状態(図1)に切り替えられる。これにより、試験体100のジャンクション温度の上昇が冷却部10内の冷却媒体によって阻害されるのが抑制され、ジャンクション温度を第1設定温度まで迅速に上昇させることができる。しかも、バイパス経路42を設けることにより、試験体100への電流印加時にも冷却媒体温調部20の運転を継続しつつ冷却部10への冷却媒体の流入を停止することができる。このため、試験体100への電流印加のオン/オフに合わせて冷却媒体温調部20の運転及びその停止を繰り返す場合に比べて、冷却媒体温調部20の装置への負担も小さくなる。したがって、本実施形態に係るパワーサイクル試験装置1によれば、試験体100のパワーサイクル試験を効率的に行うことが可能である。
As described above, according to the power cycle test apparatus 1 according to the present embodiment, the power cycle test is performed by repeatedly applying and stopping the current I to the
<変形例>
上記実施形態1の変形例としては、以下の形態が挙げられる。
<Modification>
Modifications of the first embodiment include the following modes.
上記実施形態1では、ジャンクション温度が第1設定温度以上まで上がることに基づいて試験体100への電流印加を停止し、ジャンクション温度が第2設定温度以下まで下がることに基づいて試験体100への電流印加を再開するが、これに限定されない。例えば、パワーサイクル試験の1つのサイクルの開始から第1設定時間が経過することに基づいて、試験体100への電流印加を停止すると共に、第1切替部40をバイパス状態から供給状態へ切り替えてもよい。そして、パワーサイクル試験の当該サイクルの開始から第2設定時間(第1設定時間よりも長い時間)が経過することに基づいて、試験体100への電流印加を再開すると共に、第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替えてもよい。
In the first embodiment, the current application to the
(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を、図1、図5及び図6に基づいて説明する。実施形態2に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法は、基本的に上記実施形態1と同様であるが、第1切替制御部72が試験体100のジャンクション温度の測定値に基づいて第1切替部40を制御する点で異なっている。以下、上記実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
Next, a power cycle test apparatus and a power cycle test method according to
図5は、実施形態2におけるコントローラ70Aの構成を説明するための機能ブロック図である。なお、本実施形態におけるコントローラ70Aも、上記実施形態1と同様に電流印加制御部71、第2切替制御部73、排出制御部74及びチラー制御部75を含むが、図5ではこれらが省略されている。
FIG. 5 is a functional block diagram for explaining the configuration of the
コントローラ70Aは、受付部76と、記憶部77と、判定部78とを含む。受付部76及び判定部78は、コントローラ70AのCPUにより実行される各機能である。また記憶部77は、各種メモリ等の記憶装置により構成されている。
受付部76は、試験体100のジャンクション温度の測定値のデータを受信する。ジャンクション温度の測定値は、試験体100に内蔵された温度検知部110により検知され、その検知信号が受付部76へ送信される。温度検知部110は、試験体100のジャンクション温度を常時又は所定の時間間隔で測定する。
The receiving
記憶部77には、試験体100のジャンクション温度の目標値が記憶されている。この目標値は、図6の上段グラフ中に破線で示すように、パワーサイクル試験中の経過時間(グラフ横軸)と共に周期的に変化する。
A target value of the junction temperature of the
判定部78は、ジャンクション温度の測定値とその目標値とを比較し、それらの大小関係を判定する。そして、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果に基づいて、ジャンクション温度の測定値がその目標値に近づくように第1切替部40を制御する。以下、この制御の具体的な内容を、図6のタイミングチャートに基づいて説明する。
The
図6は、パワーサイクル試験における1つの電流印加サイクルについて、ジャンクション温度(Tj温度)の測定値及びその目標値の時間変化(上段グラフ)、試験体100への電流印加のオン/オフのタイミング(中段グラフ)及びバイパス経路42への冷却媒体の流入のオン/オフのタイミング(下段グラフ)をそれぞれ示している。上段グラフにおいて、ジャンクション温度の測定値が実線により示され、ジャンクション温度の目標値が破線により示されている。上記実施形態1と同様に、試験体100への電流印加によりパワーサイクル試験が開始し(図6の時間t1)、これと同時に第1切替部40が供給状態からバイパス状態へ切り替わる。
FIG. 6 shows, for one current application cycle in the power cycle test, the measured value of the junction temperature (Tj temperature) and the time change of the target value (upper graph), the on/off timing of the current application to the test body 100 ( middle graph) and on/off timings of the inflow of the cooling medium into the bypass path 42 (lower graph), respectively. In the upper graph, the measured value of the junction temperature is indicated by a solid line, and the target value of the junction temperature is indicated by a dashed line. As in the first embodiment, the power cycle test is started by current application to the specimen 100 (time t1 in FIG. 6), and at the same time the
図6に示すように、時間t1~t2の間は、ジャンクション温度の測定値がその目標値よりも小さい。この間、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果(目標値>測定値)に基づいて、第1切替部40をバイパス状態に維持する。これにより、冷却部10への冷却媒体の流入が停止されるため、ジャンクション温度の上昇勾配が次第に大きくなる。そして、ジャンクション温度の測定値がその目標値に近づき、図6中の時間t2の時点で目標値と同じになる。
As shown in FIG. 6, between times t1 and t2, the measured junction temperature is less than its target value. During this time, the first
図6中の時間t2~t3の間は、ジャンクション温度の測定値がその目標値よりも大きくなっている。この間、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果(目標値<測定値)に基づいて、第1切替部40を供給状態に維持する。これにより、冷却媒体が冷却部10内へ流入し、試験体100の内部の熱が冷却媒体により奪われるため、ジャンクション温度の上昇勾配が次第に小さくなる。そして、ジャンクション温度の測定値が目標値に近づき、図6中の時間t3の時点で目標値と同じになる。
Between times t2 and t3 in FIG. 6, the measured value of the junction temperature is higher than its target value. During this time, the first
図6中の時間t3~t4の間は、時間t1~t2の間と同様に、ジャンクション温度の測定値が目標値よりも小さくなっている。このため、第1切替制御部72は、判定部78による判定結果(目標値>測定値)に基づいて、第1切替部40をバイパス状態に維持する。このように、実施形態2では、上記実施形態1のように試験体100への電流印加時に第1切替部40を常にバイパス状態に維持する場合と異なり、試験体100への電流印加時(図6中の時間t1~t4の間)にも、ジャンクション温度の測定値とその目標値との比較に基づいて、第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で切り替える。
Between times t3 and t4 in FIG. 6, the measured value of the junction temperature is lower than the target value, similarly to between times t1 and t2. Therefore, the first
以上の通り、実施形態2では、試験体100のジャンクション温度の測定値を指標として、より具体的にはジャンクション温度の測定値とその目標値との差に基づいて、パワーサイクル試験中に第1切替部40が制御される。これにより、ジャンクション温度をより確実に目標温度に近づけることが可能になり、より適正な条件下でパワーサイクル試験を実施することが可能になる。
As described above, in the second embodiment, using the measured value of the junction temperature of the
(実施形態3)
次に、本発明の実施形態3に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を説明する。本実施形態では、第1切替制御部72は、パワーサイクル試験における予め定められたタイミングで、バイパス経路42への冷却媒体の流入状態が切り替わるように第1切替部40を制御する。具体的には以下の通りである。
(Embodiment 3)
Next, a power cycle test apparatus and a power cycle test method according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In the present embodiment, the first
まず、当該タイミングは、試験体100へ電流印加を行ったときの試験体100のジャンクション温度の時間変化に基づいて予め定められており、記憶部77(図5)にその情報が記憶されている。すなわち、試験体100へ電流印加を行ったときのジャンクション温度の測定値(図6中の上段グラフの実線)とジャンクション温度の目標値(同グラフの破線)とを比較し、両値が一致するタイミング(図6中の時間t2,t3)が予め定められ、その情報が記憶部77に記憶される。
First, the timing is predetermined based on the temporal change in the junction temperature of the
そして、第1切替制御部72は、パワーサイクル試験中において、予め定められた上記タイミングに基づいて第1切替部40を制御する。具体的には、図6中の時間t2のタイミングにおいて第1切替部40をバイパス状態から供給状態へ切り替え、同図中の時間t3のタイミングにおいて第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替える。なお、パワーサイクル試験中に試験体100へ印加される電流値は、上記の切替タイミングを決定するときに試験体100へ印加される電流値と同じである。
During the power cycle test, the first
このように、実施形態3では、ジャンクション温度の測定値や目標値を指標とせず、パワーサイクル試験中における予め定められたタイミングで第1切替部40の状態を切り替える。これにより、ジャンクション温度の測定値とその目標値とを比較する演算処理等を行わなくても、バイパス経路42への冷却媒体の流入状態を適切なタイミングで切り替えることが可能になる。
As described above, in the third embodiment, the state of the
(実施形態4)
次に、本発明の実施形態4に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法を、図7及び図8に基づいて説明する。実施形態4に係るパワーサイクル試験装置及びパワーサイクル試験方法は、基本的に上記実施形態1~3と同様であるが、試験体100が収容されるチャンバー80内の温度を周期的に変化させるサーマルサイクル試験をパワーサイクル試験に同期させて実行する点で異なっている。以下、上記実施形態1~3と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 4)
Next, a power cycle test apparatus and a power cycle test method according to
図7に示すように、本実施形態に係るパワーサイクル試験装置は、試験体100が収容されるチャンバー80と、チャンバー80内の空気を温調するチャンバー温調部82と、チャンバー温調部82により温調された空気をチャンバー80内で循環させるファン等の送風部85と、コントローラ70Bとを備えている。チャンバー温調部82は、チャンバー80内の空気を加熱するヒータ83と、当該空気を冷却する冷凍機の冷却器84(蒸発器)とを含む。チャンバー80内の空間は、仕切り板81によって、試験体100が収容される試験室80Aと、チャンバー温調部82及び送風部85が設置された空調室80Bとに仕切られている。なお、チャンバー80内の空気を冷却する冷却機構は、冷凍機に限定されない。
As shown in FIG. 7, the power cycle test apparatus according to the present embodiment includes a
コントローラ70Bは、上記実施形態1,2で説明した構成に加えて、チャンバー温調部82を制御するチャンバー温調制御部79をさらに含む。チャンバー温調制御部79は、温度センサ86による検知温度(試験室80A内の温度の測定値)が目標温度に近づくように、ヒータ83及び冷却器84の出力を制御する。チャンバー温調制御部79は、コントローラ70BのCPUにより実行される機能である。
The
本実施形態に係るパワーサイクル試験装置は、パワーサイクル試験とサーマルサイクル試験とを同期させるスーパーインポーズ試験を実施可能に構成されている。図8は、当該スーパーインポーズ試験における、チャンバー80内の温度の時間変化(上段グラフ)、試験体100への電流印加のオン/オフのタイミング(中段グラフ)及びバイパス経路42への冷却媒体の流入のオン/オフのタイミング(下段グラフ)を示している。なお、同図における時間t1~t2の間は、例えば2分以上5分以下であるが、これに限定されない。また本発明のパワーサイクル試験装置は、パワーサイクル試験とサーマルサイクル試験とを同期させるものに限定されず、チャンバー80内の温度が一定に維持された状態でパワーサイクル試験を実施するものでもよい。
The power cycle test apparatus according to this embodiment is configured to be able to perform a superimpose test that synchronizes the power cycle test and the thermal cycle test. FIG. 8 shows the time change of the temperature in the chamber 80 (upper graph), the on/off timing of the current application to the test body 100 (middle graph), and the cooling medium flow to the
図8に示すように、チャンバー温調制御部79は、チャンバー80内の温度が下限温度と上限温度との間で周期的に変化するように、チャンバー温調部82を制御する。電流印加制御部71(図1)は、チャンバー80内の温度が上昇傾向に転じるタイミング(図8中の時間t1)においてパワーサイクル試験が開始すると共に、チャンバー80内の温度が下降傾向に転じるタイミング(図8中の時間t2)においてパワーサイクル試験が終了するように、電流印加部60(図1)を制御する。
As shown in FIG. 8, the chamber
第1切替制御部72(図1)は、パワーサイクル試験の終了タイミング以降に、バイパス経路42へ冷却媒体が流入するように第1切替部40を制御する。具体的には、パワーサイクル試験の間(図8中の時間t1~t2の間)は第1切替部40が供給状態に維持され、パワーサイクル試験の終了時(図8中の時間t2)に、第1切替制御部72が第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替える。
The first switching control unit 72 (FIG. 1) controls the
排出制御部74(図1)は、パワーサイクル試験の終了タイミング以降であってバイパス経路42へ冷却媒体が流入するように第1切替部40が切り替わった後に、排出機構50を作動させる。具体的には、排出制御部74は、チャンバー80内の温度が下降傾向に転じた後であって冷却媒体の温度以下になったときに(図8中の時間t3)、排出機構50を作動させる(開閉バルブ52を開く)。また排出機構50を作動させるタイミングにおいて、第2切替制御部73が第2切替部41を戻り状態から回収状態へ切り替える。
The discharge control unit 74 ( FIG. 1 ) operates the
図9は、図8中の時間t3~t4の間における、パワーサイクル試験装置内での冷却媒体及び圧縮エアの流れをそれぞれ示している。同図中、冷却媒体の流れが破線矢印により示され、圧縮エアの流れが実線矢印により示されている。 FIG. 9 shows the flow of cooling medium and compressed air in the power cycle test apparatus during times t3 to t4 in FIG. 8, respectively. In the figure, the flow of cooling medium is indicated by dashed arrows, and the flow of compressed air is indicated by solid arrows.
図9に示すように、時間t3~t4の間、冷却媒体は、冷却媒体温調部20の出口21から流出した後、第1供給経路31A、バイパス経路42及び第2戻り経路32Bを順に流れて入口22に戻るため、冷却部10へは供給されない。一方、圧縮エアは、気体供給源53から分岐経路51及び第2供給経路31Bを介して冷却部10の内部(流路11)へ送り込まれる。
As shown in FIG. 9, between times t3 and t4, the cooling medium flows out from the
これにより、冷却部10内に残存した冷却媒体が、圧縮エアにより第1戻り経路32Aへ押し出される。この冷却媒体は、第1戻り経路32Aから回収経路44へ流入し、リザーバタンク43で貯留される。そして、リザーバタンク43に回収された冷却媒体は、供給口23から冷却媒体温調部20内へ戻される。なお、圧縮エアは、図8中の時間t3~t4の間に必ずしも常時供給される必要はなく、冷却部10内の冷却水が全て排出されたと考えられるタイミングで圧縮エアの供給が停止されてもよい。
As a result, the cooling medium remaining in the
以上の通り、本実施形態では、パワーサイクル試験とサーマルサイクル試験とを同期させたスーパーインポーズ試験において、パワーサイクル試験の終了後で且つチャンバー80内の温度が冷却媒体の温度以下であるときに排出機構50を作動させ、冷却部10内の冷却媒体を排出する。これにより、冷却部10内に残存した冷却媒体が熱負荷となってサーマルサイクル試験による試験体100の温度制御が阻害されるのを抑制することができる。
As described above, in this embodiment, in the superimposed test in which the power cycle test and the thermal cycle test are synchronized, after the power cycle test is completed and when the temperature in the
(その他実施形態)
ここで、本発明のその他実施形態を説明する。
(Other embodiments)
Other embodiments of the invention will now be described.
図10に示すように、分岐経路51の一方端が第2供給経路31Bに接続されると共に、分岐経路51の他方端が大気開放されていてもよい。この場合、開閉バルブ52を開き、大気圧によって冷却部10内に空気を送り込むことにより、冷却部10内の冷却媒体を排出することができる。
As shown in FIG. 10, one end of the
図11に示すように、冷却部10の内部から冷却媒体を吸引するポンプ44Aが、回収経路44に設置されていてもよい。排出機構50の作動時にポンプ44Aも作動させることにより、冷却部10内の冷却媒体をより確実に排出することができる。なお、ポンプ44Aは、第1戻り経路32Aに設置されていてもよい。
As shown in FIG. 11 , a
上記実施形態4では、スーパーインポーズ試験においてチャンバー内温度が上昇傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を開始すると共に、チャンバー内温度が下降傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を終了したが、これに限定されない。例えば図12に示すように、スーパーインポーズ試験において、チャンバー内温度が下降傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を開始すると共に、チャンバー内温度が上昇傾向に転じるタイミングでパワーサイクル試験を終了してもよい。この場合、図12中の時間t2以降(バイパス経路42への冷却媒体の流入を開始した後)に排出機構50を作動させてもよいし、同図中の時間t3以降(チャンバー内温度が上昇中であって冷却媒体の温度に到達したとき以降)に排出機構50を作動させてもよい。
In the above-described
上記実施形態4では、スーパーインポーズ試験においてパワーサイクル試験の終了と同時に第1切替部40をバイパス状態へ切り替える場合を説明したが、サーマルサイクル試験と同期させずにパワーサイクル試験を実施している場合に、パワーサイクル試験の終了と同時に第1切替部40をバイパス状態へ切り替えてもよい。これは図12の場合についても同様である。
In the above-described fourth embodiment, a case has been described in which the
上記実施形態4(図8)では、スーパーインポーズ試験におけるパワーサイクル試験の実行中に冷却媒体を冷却部10へ供給しているがこれに限定されず、当該パワーサイクル試験の実行中に第1切替部40をバイパス状態としてもよい。また当該パワーサイクル試験の実行中に、試験体100への電流印加のタイミングに合わせて、第1切替部40を供給状態とバイパス状態との間で適宜切り替えてもよい。これは図12の場合についても同様である。
In the fourth embodiment (FIG. 8), the cooling medium is supplied to the
上記実施形態4のスーパーインポーズ試験において、図8中の時間t2~t3の間も第1切替部40を供給状態(バイパスOFF)に維持し、時間t3の冷却水の排出タイミングにおいて第1切替部40を供給状態からバイパス状態へ切り替えてもよい。これは図12の場合についても同様である。
In the superimpose test of the fourth embodiment, the
第1切替部40は、冷却媒体温調部20から循環回路30(第1供給経路31A)へ流出した冷却媒体のうち、バイパス経路42へ流入する冷却媒体の流量と冷却部10へ供給される冷却媒体の流量との比率を調整可能に構成されていてもよい。具体的には、バイパス経路42の上流端が供給経路31に接続されており、第1切替部40は、供給経路31のうちバイパス経路42の接続部よりも冷却部10側に設置された流量調整バルブと、バイパス経路42に設置された流量調整バルブとにより構成されていてもよい。
The
この場合、例えば図2中の時間t1~t2の間に冷却部10への冷却媒体の供給を完全に停止せず、少量の冷却媒体(時間t2~t3の間に冷却部10へ供給される量よりも少ない量の冷却媒体)が冷却部10へ供給されてもよい。このことは、図6中の時間t1~t2の間及び時間t3~t4の間についても同様である。また図2中の時間t2~t3の間に、バイパス経路42へ少量の冷却媒体を流入させてもよい。また図6中の時間t2~t3の間に、バイパス経路42へ少量の冷却媒体を流入させてもよい。
In this case, for example, the supply of the cooling medium to the
また図8及び図12のスーパーインポーズ試験におけるパワーサイクル試験の間に、第1切替部40による冷却媒体の流量調整が行われてもよい。例えば、図8及び図12の時間t1~t2の間に、第1切替部40のバルブ開度を調整することにより、バイパス経路42へ少量の冷却媒体を流入させてもよい。さらに、スーパーインポーズ試験におけるパワーサイクル試験の間に、試験体100への電流印加のタイミングに合わせて、第1切替部40による冷却媒体の流量調整が行われてもよい。例えば、図8及び図12の時間t1~t2の間において、試験体100への電流印加のオン時に、少量の冷却媒体が冷却部10へ供給されると共に残りの冷却媒体がバイパス経路42へ流入するように、第1切替部40のバルブ開度が調整されてもよい。一方、試験体100への電流印加のオフ時に、少量の冷却媒体がバイパス経路42へ流入すると共に残りの冷却媒体が冷却部10へ供給されるように、第1切替部40のバルブ開度が調整されてもよい。
Also, the flow rate of the cooling medium may be adjusted by the
上記実施形態4では、チャンバー80内の温度が冷却媒体の温度以下になったときに冷却部10内の冷却媒体を排出する場合を説明したが、チャンバー80内の温度が冷却媒体の温度以上であるときに冷却部10内の冷却媒体を排出してもよい。具体的には、パワーサイクル試験の終了時(図8の例では時間t2)やチャンバー80内の温度が上限温度に到達した後で且つ冷却媒体の温度以下になる前(図8中の時間t2~t3の間)に冷却部10内の冷却媒体を排出してもよい。
In the above-described fourth embodiment, the case where the cooling medium in the
気体供給源53から分岐経路51及び第2供給経路31Bを介して冷却部10内へ圧縮エアを供給する場合に限定されず、分岐経路51が冷却部10内の流路11へ直接連通していてもよい。
The supply of compressed air from the
1台の冷却媒体温調部20に複数の循環回路30が接続され、当該1台の冷却媒体温調部20から複数の冷却部10へ冷却媒体を供給可能であってもよい。
A plurality of
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1 パワーサイクル試験装置
10 冷却部
20 冷却媒体温調部
30 循環回路
40 第1切替部(切替部)
42 バイパス経路
50 排出機構
53 気体供給源
60 電流印加部
71 電流印加制御部
72 第1切替制御部
74 排出制御部
77 記憶部
78 判定部
80 チャンバー
100 試験体
I 電流
1 power
42
Claims (11)
前記試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、
前記冷却媒体温調部で温調された前記冷却媒体により前記試験体を冷却する冷却部と、
前記冷却媒体温調部と前記冷却部との間で前記冷却媒体を循環させる循環回路と、
前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路と、
前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態を切り替えるための切替部と、
前記試験体への電流の印加及びその停止の繰り返しによるパワーサイクル試験が実行されるように前記電流印加部を制御する電流印加制御部と、
前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて前記切替部を制御する切替制御部と、を備えた、パワーサイクル試験装置。 a current applying unit that applies a current to the test object;
a cooling medium temperature control unit for controlling the temperature of a cooling medium for cooling the test specimen;
a cooling unit for cooling the test body with the cooling medium temperature-controlled by the cooling medium temperature control unit;
a circulation circuit for circulating the cooling medium between the cooling medium temperature control section and the cooling section;
a bypass route connected to the circulation circuit so as to bypass the cooling unit;
a switching unit for switching an inflow state of the cooling medium to the bypass path;
a current application control unit that controls the current application unit to perform a power cycle test by repeatedly applying and stopping the current to the test object;
A power cycle test apparatus comprising: a switching control unit that controls the switching unit according to a predetermined timing in the power cycle test while maintaining the state in which the test object is thermally connected to the cooling unit.
前記切替制御部は、前記受付部で受信した前記試験体のジャンクション温度の値に基づいて前記切替部を制御する、請求項1又は2に記載のパワーサイクル試験装置。 Further comprising a reception unit for receiving data of the junction temperature of the test body,
3. The power cycle test apparatus according to claim 1, wherein said switching control section controls said switching section based on the value of the junction temperature of said test object received by said receiving section .
前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験における予め定められたタイミングで、前記バイパス経路への前記冷却媒体の流入状態が切り替わるように前記切替部を制御し、
前記タイミングは、前記試験体へ電流印加を行ったときの前記試験体のジャンクション温度の時間変化に基づいて予め定められている、請求項1又は2に記載のパワーサイクル試験装置。 Further comprising a reception unit for receiving data of the junction temperature of the test body,
The switching control unit controls the switching unit so as to switch the inflow state of the cooling medium to the bypass path at a predetermined timing in the power cycle test,
3. The power cycle test apparatus according to claim 1, wherein said timing is determined in advance based on a temporal change in junction temperature of said test object when current is applied to said test object.
前記切替制御部は、前記パワーサイクル試験の終了タイミング以降に、前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部を制御し、
前記排出制御部は、前記終了タイミング以降であって前記バイパス経路へ前記冷却媒体が流入するように前記切替部が切り替わった後に、前記排出機構を作動させる、請求項7又は8に記載のパワーサイクル試験装置。 further comprising an ejection control unit that controls the ejection mechanism,
The switching control unit controls the switching unit so that the cooling medium flows into the bypass path after the timing at which the power cycle test ends,
9. The power cycle according to claim 7, wherein the discharge control unit operates the discharge mechanism after the end timing and after the switching unit switches such that the cooling medium flows into the bypass path. test equipment.
前記排出制御部が前記排出機構を作動させるタイミングは、前記チャンバー内の温度が前記冷却媒体の温度に到達したとき以降である、請求項9に記載のパワーサイクル試験装置。 Further comprising a chamber in which the test body is accommodated,
10. The power cycle test apparatus according to claim 9, wherein the timing at which said discharge control unit operates said discharge mechanism is after the temperature in said chamber reaches the temperature of said cooling medium.
試験体を冷却するための冷却媒体を温調する冷却媒体温調部と、前記試験体を冷却する冷却部と、の間で冷却媒体を循環回路に循環させ、
前記パワーサイクル試験における所定のタイミングに応じて、前記冷却部を迂回するように前記循環回路に接続されたバイパス経路に前記冷却媒体が流通するように、前記冷却部に前記試験体が熱的に接続された状態を維持しつつ前記冷却部への冷却媒体の流入状態を切り替える、パワーサイクル試験方法。 A method for performing a power cycle test by repeatedly applying and stopping a current to a test object,
circulating a cooling medium in a circulation circuit between a cooling medium temperature control unit for controlling the temperature of a cooling medium for cooling a test object and a cooling unit for cooling the test object;
According to a predetermined timing in the power cycle test, the test body is thermally transferred to the cooling unit so that the cooling medium flows through a bypass route connected to the circulation circuit so as to bypass the cooling unit. A power cycle test method for switching the inflow state of the cooling medium to the cooling unit while maintaining the connected state .
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (5)
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JP2009167999A (en) * | 2008-01-21 | 2009-07-30 | Kobe Steel Ltd | Freezing preventive method of water lubricated compressor |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007134545A (en) | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Prober |
WO2008004352A1 (en) | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Liquid ejection method and apparatus for temperature control unit |
JP2008267640A (en) | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Cooling device and semiconductor inspection device |
JP5731448B2 (en) | 2012-07-18 | 2015-06-10 | エスペック株式会社 | Power cycle test equipment |
JP2018124165A (en) | 2017-01-31 | 2018-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | Method of testing semiconductor element |
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