[发明专利]一种IGBT功率模块加速寿命试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种IGBT功率模块加速寿命试验方法，包括：S01、控制IGBT功率模块输出预定测试电流，并实时检测温度T；S02、在T小于预设上限温度T2时，持续运行t1，再停止t2，依此间歇循环，直至T超过T2；S03、当T超过T2时，停止运行，对被试IGBT功率模块进行冷却降温，直至T低于T1，停止主动冷却降温；S04、重复步骤S02～S04，直至功率模块故障。本发明还公开了一种试验装置，包括：用于对被试IGBT功率模块进行测试逻辑控制的控制单元；用于提供测试负载的负载单元；用于提供所需电源的供电单元；用于对被试IGBT功率模块进行冷却的冷却单元。本发明的方法及装置均具有试验效率高等优点。

技术领域

本发明主要涉及功率器件技术领域，特指一种IGBT功率模块加速寿命试验方法及装置。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合型全控型电压驱动式功率半导体器件，IGBT器件综合了MOSFET和GTR两种器件的优点，不仅驱动简单、功率等级高、功耗小，而且饱和压降低、热稳定性好。

IGBT模块是由IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品。IGBT模块具有节能、安装方便和散热稳定的特点，并且IGBT模块能够直接应用于各种试验平台中。

目前，在进行IGBT功率模块可靠性试验时，主要是采用三综合试验箱，从其环境温湿度应力、振动应力等方面开展，以便在设计阶段激发出产品潜在缺陷和应用短板；亦或者施加恒定应力的方式开展。而功率循环是IGBT失效的主要原因之一，IGBT工作在高压大功率条件下，每实现一次开关功能，器件就相应的经历一次温度的大范围波动。典型的IGBT由三层构成，每层均由不同种类的材料组成。IGBT工作时温度发生大范围波动，不同层的不同材料间由于热胀冷缩性质的不同而出现热应力，热应力的存在严重影响了IGBT的工作寿命。其中加速寿命试验是指在进行合理工程及统计假设的基础上，利用和物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得可靠性信息进行转换，得到试件在额定应力下的可靠性特征的一种试验方法。加速寿命试验采用加速应力进行试件的寿命试验，从而缩短试验时间，提高试验效率，降低试验成本。但是目前并未有对IGBT功率模块进行加速寿命试验的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种测试效率高的IGBT功率模块加速寿命试验方法及装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种IGBT功率模块加速寿命试验方法，包括以下步骤：

S01、启动，控制被试IGBT功率模块输出预定测试电流，并实时检测被试IGBT功率模块温度T；

S02、在T小于预设上限温度T2时，被试IGBT功率模块持续运行t1时长，再停止t2时长，依此间歇循环，直至被试IGBT功率模块的温度T超过T2；

S03、当被试IGBT功率模块的温度T超过T2时，停止运行，对被试IGBT功率模块进行冷却降温，直至被试IGBT功率模块的温度T低于下限温度T1，停止主动冷却降温；

S04、重复步骤S02～S04，直至被试IGBT功率模块故障。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S04中，当被试IGBT功率模块故障时，切断被试IGBT功率模块的供电电源。

在步骤S03中，通过油冷或水冷方式对被试IGBT功率模块进行主动冷却降温。

在步骤S01中，被试IGBT功率模块连接有电感或电阻，用于提供测试负载。

本发明还公开了一种IGBT功率模块加速寿命试验装置，包括：