Надежность
Надежность, или соответствие характеристик определенный период времени, одно из наиболее важных параметров качества силовых модулей.
С одной стороны, у силовых модулей высокая электрическая и температурная отдача; с другой стороны, преждевременный выход из строя может вызвать опасную поломку.
Надежность очень сложно выразить при относительно малой партии, чаще встречается срок службы (10.30 а) и технические требования при сложных тестах, но ее можно найти из
- точного управления всеми воздействиями в процессе производства (надежность при изготовлении),
- тест на надежность в условиях, приближенным к реальным для получения причин отказов;
- испытания компонентов внутри системы и управление большинством важных параметров. [231]
Далее приведены некоторые из выбранных тестов силовых модулей без излишних подробностей по обширной системе обеспечения качества EN ISO 9001, по которой SEMIKRON дает 2-х летнюю TQM гарантию на все свои силовые полупроводники.
Были проведены следующие стандартные тесты для выпуска и оценки качества MOSFET и IGBT модулей, а также отдельные, специфичные тесты на надежность:
| Тест |
Стандарт |
Условия теста |
| Закрывающее напряжение при высокой температуре (HTRB) |
DIN 41749, IEC 147-4 |
1000 ч. VDSmax, VCEmax, Tjmax |
| Воздействие на нагретый затвор |
DIN 45930, CECC 50000-4, 5.2 |
1000 ч. VDSmax, VCEmax, Tjmax |
| Хранение при высокой температуре |
DIN 45930, CECC 50000-4, 4.3 |
1000 ч. Tstgmax |
| Хранение при низкой температуре |
|
1000 ч. Tstgmin |
| Запирание при высокой влажности и температуре |
DIN 45930, CECC 50000-4, 4.3 |
1000 ч. 85°C, 85% относит. влажн. VDS, VCE = 0.8VCEmax, VDsmax 80 B |
| Циклическое изменение температуры |
DIN IEC 68-2-14-test Na |
100 темп. циклов Tstgmax / Tstgmin |
| Циклическое изменение мощности |
DIN 41749, IEC 147-4 |
20000 циклов, Tj= 100 K |
| Температура пайки |
DIN IEC 68-2-20-test Tb |
260±5°C, 10±1 c |
| Припаиваемость |
DIN IEC 68-2-20-test Ta |
235±5°C, старение 3 |
| Вибрации / ускорение |
в соотв. с DIN IEC 68-2-6-test Fc |
5 g |
Действительные следующие критерии неисправностей в соответствии со стандартом MIL-STD-19500:
| Ток утечки затвор-сток- / затвор-эмиттер IGSS, IGES: |
> ±20 нА или >100 % от первоначального значения |
| Ток стока при нулевом напряжении на затворе или ток отсечки коллектор-эмиттер IDSS, ICES: |
> ±100 мкА или >100 % от первоначального значения |
| Сопротивление / падение напряжения в открытом состоянии RDson, VCEsat: |
>120 % от первоначального значения |
| Максимальное изменение порогового напряжения VGS(th), VGE(th): |
>±20 % от первоначального значения |
| Температурное сопротивление переход-корпус Rthjc: |
>120 % от первоначального значения |
| Напряжение изоляции Visol: |
< установленного макс. значения |
На рис.2.26 и рис.2.27 показаны примеры измерительных процессов: измерительные схемы и процессы циркуляции температуры и мощности.
Рис. 2.26. Циркуляция температуры: измерительная схема и процесс измерения
Основные характеристики надежности силовых модулей могут быть проверены с помощью тестов на циркуляцию мощности и температуры, см. также п. 1.4.2.4 следовательно, эти тесты играют важную роль при оценке качества модулей.
Рис. 2.27. Циркуляция мощности: измерительная схема и процесс измерения
|
