Microsoft PowerPoint - 9. 崔思特_Kris.pptx

T3STech Corporation Technical Consultant Kris Tsai Mail: kris@t3stech.com TEL: +886-2-2258-886 Mobile: +886-983-476-005 熱特性量測實驗室 ( 崔思特科技 ) 及量測案例介紹 TRAINING MEASUREMENT SIMULATION SYSTEM INTEGRATION

熱特性量測實驗室介紹及服務內容

崔思特科技熱特性量測實驗室 (T3Stech Corporation) 成立於 209. 地點 : 新北市板橋區 半導體電子元件之功率循環 / 熱阻測試 / 熱模擬 / 技術支援

實驗室網頁 Website: www.t3stech.com T3Stech Equipment T3Stech Service Successful case share for IGBT measure

Thermal Lab. Products Training Certification

Thermal Lab. 西門子 Simcenter MAD 產品技術諮詢 / 解析 Hardware: T3Ster System Power Tester Series Dyn-TIM TeraLED Software: FloTHERM FloEFD FloTHERM XT FloVENT

Thermal Lab. Technical Service item as bellow:. Demo MAD products to customers for HW / SW by Webex meeting 2. Benchmark measurement and simulation. 3. Data analysis and report to customers 4. Solve any problem of HW/ SW from customer requests. 5. Make SI system belongs to some unique customers which depends on their request from MicReD products. 6. install HW or SW on customer site 7. after installing, do detail training on customer site 8. Technical issue support for HW/SW.

Thermal Lab. 量測及模擬的委託 Hardware: T3Ster Booster x2 240A /V, 50V /0A Still-Air Chamber Julabo Chiller (~450W) Thermostat (~8W) MicReD Cooling Plate 30X40 Software: FloTHERM FloEFD FloTHERM XT FloVENT Measure/Simulation Support item Rth measurement Reliability cycling test Customer benchmark measurement Data analysis and technical issue support SI (System Integration) system arrangement Software simulation analysis(include technical issue support)

量測案例分享

量測案例 - MOSFET 單體熱阻量測

量測案例 - MOSFET 單體熱阻量測 DUT Infineon 80RK4P7 Item T ( o C) Vf( V ) T 20. 3.45936 T2 39.99 3.350276 T3 59.89 3.244832 T4 79.7 3.35554 R 2 0.9997 Sensitivity (mv/k) -5.307

量測案例 - MOSFET 單體熱阻量測 T3Ster Master: Smoothed response 60 INFINEON_5mA_.5A_K6-2 - Ch. 0 Temperature change [ C] 50 40 30 20 0 5.27 0 e-6 e-5 e-4 0.00 0.0 0. 0 Time [s]

量測案例 - MOSFET 單體熱阻量測 e6 e6 Cth [Ws / K] T3Ster Master: structure function(s) 3.95 INFINEON_5mA_.5A_K6 - Ch. 0 INFINEON_5mA_.5A_K3- - Ch. 0 K [W²s / K²] 0.0 0.0 e-4 0 2 3 4 5 6 7 8 Rth [K / W] e-4

量測案例 2 - 不同測試條件下的熱阻變化. Different Environment Temp. (60c and 80c) DUT put on Cooling Plate ( 溫控冷板 )and measurement Measurement Parameter and I V Characteristic as bellow: Set Parameter Im Id Ambient Temp..5SMC39A ma 6A 60 o C and 80 o C * Remark: Im is measurement current and Id is driven current.

量測案例 2 - 不同測試條件下的熱阻變化 0 6.025 T3Ster Master: structure function(s) 0 0 6.23 T3Ster Master: structure function(s) 0 0 0 0 0 Cth [Ws / K] 0 0 Cth [Ws / K] K [W²s / K²] 0 0 K [W²s / K²] 0. 0. 0. 0. 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00.5SMC39A_DIODE_mA_6A_60C_K6- - Ch. 0.00.5SMC39A_DIODE_mA_6A_60C_K3 - Ch. e-4 e-4 0 2 4 6 8 0 Rth [K / W] 0.00.5SMC39A_DIODE_mA_4A_80C_K6- - Ch. 0.00.5SMC39A_DIODE_mA_4A_80C_K3 - Ch. e-4 e-4 0 2 4 6 8 0 Rth [K / W] 60 度 80 度

量測案例 2 - 不同測試條件下的熱阻變化 2. Different ΔTj ----60,80,,20,50 T3Ster Master: Smoothed response 40 20 29.35 2.54 Measured temperature [ C] 80 60 20.84 9.45 40 20 34.9.5SMC39A_mA_2.5A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_0A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_4A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_6A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_8A_K6 - Ch. 0 e-6 e-5 e-4 0.00 0.0 0. 0 Time [s]

量測案例 2 - 不同測試條件下的熱阻變化 0 0 0 0 Cth [Ws / K] T3Ster Master: structure function(s).5smc39a_ma_0a_k6 - Ch..5SMC39A_mA_4A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_6A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_8A_K6 - Ch..5SMC39A_mA_2.5A_K6 - Ch. 0 0 K [W²s / K²] 0. 0. 0.0 0.0 0.00 0.00 e-4 e-4 0 2 4 6 8 0 Rth [K / W]

量測案例 3 - 不同模組的熱阻量測優劣比較 T3Ster Parameter Im Id Ambient Temp. Two Diode Module ma 50A 25 o C * Remark: Im is measurement current and Id is driven current.

量測案例 3 - 不同模組的熱阻量測優劣比較 0 0 0 0 Cth [Ws / K] 0 0 T3Ster Master: structure function(s) 0.069 0.0684 0.0338 K [W²s / K²] Cu base plate 0. Cu+Ceramic+Solder 0. Nell_NKF_mA_50A_K6 - Ch. 2 Nell_NKF_mA_50A_K2.5 - Ch. 2 0.0 Chip+Solder 0.0 0 0.05 0. 0.5 0.2 0.25 0.3 0.35 Rth [K / W]

量測案例 3 - 不同模組的熱阻量測優劣比較 0 T3Ster Master: structure function(s) 0 0 0 Cth [Ws / K] 0 0 K [W²s / K²] 0. 0. Nell_NKF_mA_50A_K6 - Ch. 2 Nell_NKF2_mA_50A_K6-2 - Ch. 2 Sanrex_mA_50A_K6-2 - Ch. 2 0.0 0.0 0 0.05 0. 0.5 0.2 0.25 Rth [K / W]

量測案例 4 T3Ster 和 FloTHERM 的校正應用. 功率開關元件, 常使用於驅動電機的變頻器與驅動器 2. 高電流驅動產生大量積熱 3. 四軸一體設計造成散熱問題

量測案例 4 - T3Ster 和 FloTHERM 的校正應用. 僅量測 IGBT 模組外觀尺寸, 並使用 Cuboid 建構 3D 模型 2. 整個 IGBT 模組均設定相同材質參數 3. 底部加入 Cuboid, 並設定均勻發熱

量測案例 4- T3Ster 和 FloTHERM 的校正應用 e6 0.6776 0.653 e6 PSS50SA_500mA_0A_JA_50_500_p3 - Ch. 0 PSS50SA_500mA_0A_JA_50_500_p3_k6-2.aver - Ch. 0 20 T3Ster Master: Smoothed response PSS50SA_500mA_0A_JA_50_500_p3 - Ch. 0 Cth [Ws / K] 0.0 0.0 T3Ster Master: structure function(s) K [W²s / K²] Temperature change [ C] 5 0 5 7.53 e-4 e-4 e-6 e-6 0 0.2 0.4 0.6 0.8.2.4 Rth [K / W] 0 e-6 e-5 e-4 0.00 0.0 0. 0 0 Time [s]

量測案例 4 - T3Ster 和 FloTHERM 的校正應用

量測案例 4 - T3Ster 和 FloTHERM 的校正應用. 採取分段式校正模式 2. 設定 Die 尺寸及位置為變數 3. 設定尺寸及位置的可變範圍

量測案例 4 - T3Ster 和 FloTHERM 的校正應用

量測案例 5 功率循環及熱阻量測比較 3 個不同的 IGBT 模組的參數及熱特性比較 提供相同的測試條件於 3 個模組進行測試 提供比較的模組為 : Infineon 和 STARPOWER Infineon- FS400R07AE3-0000 STARPOWER- GD400FFX65P3S Infineon- FS400R07AE3-00226

環境溫度 : 25 C 量測條件定義 -3 個模組皆相同 功率迴圈測試施加功率 : 約 500W @ 320A 測試條件 : 固定電流 320A 總迴圈次數 :2000 cycles 每 200 cycles 測試量測一次熱阻 @ 200A Pulse on /off 時間 : 3 秒 / 3 秒 Infineon- FS400R07AE3-0000 STARPOWER- GD400FFX65P3S 3 顆模組中所量測的 IGBT

Power Tester 量測結果 current output@320a Infineon- FS400R07AE3-00226 Infineon- FS400R07AE3-0000 STARPOWER- GD400FFX65P3S 首先可以確認設備輸出給 2 個模組的電流是相同且穩定的

Power Tester 量測結果 Von (320A 下的電壓 ) Infineon- FS400R07AE3-00226 About.5V Infineon- FS400R07AE3-0000 About.5V STARPOWER- GD400FFX65P3S About.6V 由 3 個模組 Von 的穩定表現可以確認 wire bond 在經過 2000 cycle 之後並無異常

Power Tester 量測結果 ΔTj 溫度監控 此模組的 ΔTj 約 93 度 Infineon- FS400R07AE3-00226 Infineon- FS400R07AE3-0000 STARPOWER- GD400FFX65P3S 此模組的 ΔTj 約 度 此模組的 ΔTj 約 93. 度

Power Tester 量測結果 Tj 最小值 此模組的 Tj min 約 44.8 度 Infineon- FS400R07AE3-0000 Infineon- FS400R07AE3-00226 此模組的 Tj min 約 53 度 此模組的 Tj min 約 48 度

Power Tester 量測結果 Tj 最大值 此模組的 Tj max 約 38.6 度 Infineon- FS400R07AE3-0000 Infineon- FS400R07AE3-00226 此模組的 Tj max 約 64.75 度 此模組的 Tj max 約 42 度

Power Tester 量測結果 結構函數熱阻 @0.7 k/w 0 3_0_0000000 - Ch. 0 3_0_0000200 - Ch. 0 3_0_0000400 - Ch. 0 3_0_0000600 - Ch. 0 3_0_0000800 - Ch. 0 3_0_0000 - Ch. 0 3_0_000200 - Ch. 0 3_0_000400 - Ch. 0 3_0_000600 - Ch. 0 3_0_000800 - Ch. 0 3_0_0002000 - Ch. 0 0.79 T3Ster Master: structure function(s) 0 Infineon- FS400R07AE3-0000 0 0 Cth [Ws / K] 0 0 K [W²s / K²] 0. 0. 此模組在 run 了 2000 cycle 之後, 由結構函數來看熱阻式完全沒有差異的, 表示結構層並無損壞 0.0 0.0 0 0.05 0. 0.5 0.2 0.25 Rth [K / W]

Power Tester 量測結果 結構函數熱阻 @0.97 k/w T3Ster Master: structure function(s) STARPOWER- GD400FFX65P3S 0 3_0_0000000 - Ch. 0 3_0_0000200 - Ch. 0 3_0_0000400 - Ch. 0 3_0_0000600 - Ch. 0 3_0_0000800 - Ch. 0 3_0_0000 - Ch. 0 3_0_000200 - Ch. 0 3_0_000400 - Ch. 0 3_0_000600 - Ch. 0 3_0_000800 - Ch. 0 3_0_0002000 - Ch. 0 0.968 0 0 0 Cth [Ws / K] K [W²s / K²] 0 0 0. 0. 此模組在 run 了 2000 cycle 之後, 由結構函數來看熱阻式完全沒有差異的, 表示結構層並無損壞 0.0 0.0 0 0.05 0. 0.5 0.2 0.25 0.3 Rth [K / W]

Power Tester 量測結果 約略分層確認 0 T3Ster Master: structure function(s) 0.08 0.0553 0.038 0.072 0.0532 0 0 0 Cth [Ws / K] 晶片 + 固晶 CU 基板 Infineon- FS400R07AE3-0000 Infineon- FS400R07AE3-00226 3_0_0000000 - Ch. 0 2 3 4 5 GREASE K [W²s / K²] 0 基板 + 固晶 0 陶瓷基板 0. 0. 0.0 0.0 0 0.05 0. 0.5 0.2 0.25 Rth [K / W]

TRAINING MEASUREMENT SYSTEM INTEGRATION 聯絡我們 : 崔思特科技熱特性量測 / 模擬實驗室 新北市板橋區雙十路二段 0-2 號 6 樓 電話 :+886-2-2258-886 手機 :+886-983-476-005 Web:www.t3stech.com Mail:kris@t3stech.com