パワーサイクル試験/IOL試験
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パワーサイクル試験は、パワーデバイスの熱疲労による接合信頼性の寿命推定を目的とした評価試験です。モジュールに搭載したIGBTやMOSFET、SBDなどのチップへ電力をOn/Offする際の発熱/冷却によって起きる熱応力に因って、線膨張係数の違う各材料間で剥離や破壊などの不具合が発生することにより、モジュール寿命に大きな影響を与えます。当社パワーサイクル試験装置は構造関数解析の機能を用いて、非破壊にて故障箇所を推定、故障発生までの時間を特定することが可能となっております。また、SAT（超音波探傷検査装置）も保有しており、モジュール内部のボイド、剥離状況を非破壊にて観察する事も可能です。
サービス特徴パワーサイクル試験/IOL試験
- 当社パワーサイクル試験機には構造関数解析があり、試験中の熱抵抗の変化から不良箇所の解析が可能です。
- 当社パワーサイクル試験機はIGBT、MOSFET、ダイオードなどの実デバイス以外に弊社オリジナルTEGチップを使用した評価も可能です。
- パワーサイクル試験の受託サービスを行う中で培った技術を基に当社オリジナルのパワーサイクル試験機の開発・販売も開始しました。
- パワーサイクル試験機はお客様のご要望に合わせたカスタムオーダーに対応しております。
サービスの強みパワーサイクル試験/IOL試験
- 当社パワーサイクル試験機は水冷式コールドプレートによる冷却機構を搭載しており、安定した放熱特性の下、評価が可能です。
- 当社保有試験機には構造関数解析の機能を搭載しており、試験中の熱抵抗の変化から不良箇所の解析が可能です。
- 当社ではパワーサイクル試験の受託だけでなく、モジュールの組立、試験前後の非破壊検査、電気特性評価まで行う事が可能です。また、モジュール組立に必要な部材手配も当社にて請け負います。
- 当社オリジナルヒーターTEGチップを用意しております。入手の難しい実チップに代わる発熱源として、材料メーカー様ご依頼の材料劣化試験にご使用頂いております。
- パワーサイクル試験装置の販売も行っております。
ご依頼例パワーサイクル試験/IOL試験
- 材料メーカーのご依頼でモジュールの組立からパワーサイクル試験まで対応いたしました。お客様には開発された材料のみご用意いただき、それ以外の部材手配から組立、評価までを弊社にて実施いたしました。
- 大手デバイスメーカー様より社内評価装置の不足を補うため、弊社へご依頼を頂きました。お客様条件に揃えるため装置改造を行い対応をいたしました。
当社保有パワーサイクル試験機
弊社では水冷式コールドプレートを採用しており、安定した放熱特性のもと試験実施が可能です。また、お客様ご指定のコールドプレート手配、持ち込み品の設置など仕様により柔軟に対応させて頂きます。 弊社では試作組立サービスも行っており、ワイヤーボンディング材、ダイアタッチ材の材料変更など組立から試験まで一環し行う事が可能です。パワーサイクル試験向けの弊社オリジナルのヒーターTEGチップを準備しており、発熱体とし使用し周辺材料評価にもご使用頂いております。弊社はお客様にご来社頂き、サンプルの設置、条件出し等を立会のもと実施させて頂く事も可能です。また、非破壊による試験前後のSAT観察、X線観察（非破壊検査）、電気特性の確認を行う事が可能です。
| A | B | C | D | |
|---|---|---|---|---|
| 最大印加電流 | 4.5A | 1800A（600×3電源） | 1800A（600×3電源） | 532A |
| 最大印加電圧 | 250V | 12V | 30V | 10V |
| チャンネル数 | 6CH | 3（4素子/CH） | 3（6素子/CH） | 5（2素子/CH） |
| ON/OFFトリガー | Tc,Tj,時間 | Tc,Tj,時間 | Tc,Tj,時間 | Tc,Tj,時間 |
- TEGチップ使用可能
- 過度熱抵抗測定
- 構造関数分析
- 最大18サンプル測定が可能
- ダイオード交互測定モード対応
- 素子毎にGATE調整が可能
- 通電中は冷却水の循環を停止し通電オフ時は冷却水の循環を再開させるウォーターコントロール機能搭載
- 高精度な温度測定
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シーマ電子製パワーサイクル試験機 -
パワーサイクル試験機の操作中 -
メンターグラフィックス社製パワーサイクル試験機 -
コペル電子製パワーサイクル試験機
ご要望に応じた試作〜評価まで一貫した対応が可能です。
お困り事がございましたら、お気軽にご相談ください。
試験後の故障解析
試験後の故障解析もお任せ下さい。当社ではCT-X線やSATを用いた非破壊での故障解析が可能です。
パワーサイクル試験とは
評価対象は、パワーモジュールに使用されるチップ、ダイアタッチ材、ワイヤー、セラミック基板、ベースプレート、封止材料です。
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モジュールイメージ図 -
モジュール試作例
通電ON数秒、OFF数秒など短時間で発熱と冷却を繰り返す試験です。短周期の為、デバイス（チップ）周辺のみで加熱と冷却が繰り返され、主にワイヤーボンディング接合部やデバイス（チップ）下の金属接続材の評価を目的として行われる試験となります。
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ショートパワーサイクル試験イメージ -
ショートパワーサイクル試験イメージ
通電ON数分、OFF数分など長時間で発熱と冷却を繰り返す試験です。発熱源であるデバイス（チップ）から離れたCuベースプレートまで熱が伝わるよう、十分な発熱時間を設けます。OFF時も全体に広がった熱が冷却されるまで待つ為、長時間となります。Cuベースプレート付近は接合部面積が大きい為、線膨張量が大きくなります。この為、主に絶縁基板とCuベースプレート間の金属接合材部の評価を目的として行われる試験です。
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ロングパワーサイクル試験イメージ -
ロングパワーサイクル試験イメージ
構造関数曲線の傾きが大きな部分は熱が伝わりやすい材料であり、熱抵抗の数値が小さくなります。パワーサイクル試験の途中でも測定する事が可能な為、熱抵抗数値の変化から不良箇所を解析が行えます。以下は試験での半田(ダイアタッチ)破壊前後の構造関数変化のイメージ図です。
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構造関数解析
よくある質問
- 試験費用を教えてください。
- 試験条件により異なる為、都度見積とさせて頂いております。問合せフォームより試験条件、測定数量をご連絡ください。
- 対応可能なサンプルを教えてください。
- IGBT、MOSFET、ダイオードなどを搭載したケース型モジュールやディスクリートタイプ、DIPIPMなどに対応いたします。また、当社製TEGチップを用いた評価も可能です。詳しくはお問い合わせ下さい。
- ウォータージャケットの持込は可能ですか？
- はい。可能です。流量コントロールなどにも対応しております。
- パワーサイクル試験機を購入することは可能ですか？
- お客様のご要求に合わせた仕様のパワーサイクル試験機を製作、販売しております。詳しくはお問い合わせ下さい。
- 構造関数は取得可能ですか？
- はい。可能です。
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service flow_納品までの流れ
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