IGBT紅外熱像測試分析系統(tǒng)

絕緣柵雙極晶體管（Insulate-Gate Bipolar Transistor，IGBT）是由柵極、集電極和發(fā)射極構(gòu)成的三端復(fù)合型半導(dǎo)體器件，結(jié)合電力晶體管與電力場效應(yīng)晶體管優(yōu)勢(shì)，通過柵極電壓控制通斷，利用電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)降低通態(tài)壓降，具有高輸入阻抗和低導(dǎo)通損耗特性，主要應(yīng)用于光伏逆變器、新能源汽車電控系統(tǒng)及工業(yè)變頻設(shè)備。

在新能源汽車中IGBT是其控制核心和大腦，其技術(shù)門檻非常高，一般以毫米間距承受數(shù)千伏高壓，以亞微米精細(xì)結(jié)構(gòu)承受數(shù)千安培電流。

IGBT的結(jié)溫（即芯片內(nèi)部的工作溫度）是其性能與可靠性的核心指標(biāo)。

• IGBT結(jié)溫直接反映了芯片的熱應(yīng)力水平。
• 結(jié)溫的高低以及隨工況變化的波動(dòng)幅度是決定IGBT模塊使用壽命的最關(guān)鍵因素。
• 結(jié)溫變化會(huì)導(dǎo)致IGBT的導(dǎo)通壓降、開關(guān)速度等電學(xué)特性發(fā)生漂移。
• IGBT結(jié)溫是散熱器設(shè)計(jì)、風(fēng)冷、水冷等所有熱管理手段的目標(biāo)。

IGBT紅外熱像測試分析系統(tǒng)是IGBT結(jié)溫測試的主要方式。

IGBT紅外熱像測試分析系統(tǒng)可以直觀的顯示IGBT芯片上哪個(gè)區(qū)域最熱，溫度梯度如何分布以及每個(gè)地方的準(zhǔn)確溫度。系統(tǒng)以高達(dá)200Hz的工作頻率來記錄IGBT工作過程中的發(fā)熱情況，從而對(duì)其安全性和熱控工作進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。

IGBT紅外熱像測試分析系統(tǒng)由高速紅外熱像儀A655sc、專業(yè)錄制分析軟件ResearchStudioPro和微調(diào)固定支架HQV300R三部分組成。

IGBT測試中常需要調(diào)節(jié)不同電壓測試芯片的溫度變化，當(dāng)調(diào)節(jié)頻繁溫度變化過快時(shí)，要求熱像儀的探測器反應(yīng)足夠快。A655sc的時(shí)間常數(shù)到約8ms，幀頻達(dá)到200Hz，溫度數(shù)據(jù)采集間隔可以到5ms左右，可以保證視頻過程錄制更為順暢，數(shù)據(jù)丟失較少且連續(xù)。

探測器像元尺寸17μm，靈敏度＜0.03℃@30mk，大像元保證更高的紅外探測器感應(yīng)靈敏度和圖像細(xì)節(jié)清晰。

內(nèi)置電動(dòng)調(diào)焦電機(jī)，自動(dòng)調(diào)焦精準(zhǔn)，長時(shí)間工作穩(wěn)定性較好。

當(dāng)需要對(duì)IGBT芯片的局部進(jìn)行針對(duì)性的測試分析時(shí)，可以選配顯微鏡頭，顯微鏡頭IFOV有100μm、50μm和25μm。A655sc內(nèi)置濾光片安裝機(jī)構(gòu)，可以加裝多種波段的濾光片。

配套的專業(yè)分析軟件ResearchStudioPro可以對(duì)測試過程進(jìn)行自定義錄制，回放逐幀分析，生成時(shí)域趨勢(shì)曲線、線溫分布圖、直方圖和采集幀情況圖表等，支持溫度數(shù)值自定義導(dǎo)出，支持滑動(dòng)相減、自然對(duì)數(shù)、指數(shù)和高斯函數(shù)等圖像濾鏡二次算法處理等高級(jí)功能。

IGBT模塊測試過程中為了方便測量固定，可以選配伸縮調(diào)節(jié)的專用支架。當(dāng)需要對(duì)IGBT芯片的局部進(jìn)行針對(duì)性的測試分析時(shí)，需要用到顯微鏡頭，由于顯微鏡頭的工作距離較近，景深只有0.65 mm左右，為了保證聚焦穩(wěn)定清晰和測溫準(zhǔn)確，可以選配可上下左右前后調(diào)節(jié)的三軸微調(diào)臺(tái)架或者定制可微調(diào)的工裝夾具。

另外，IGBT模塊測試過程中可能出現(xiàn)爆炸，為了避免飛濺物損傷熱像儀和鏡頭，IGBT紅外熱像測試分析系統(tǒng)也配置了高透紅外光學(xué)前擋鏡頭保護(hù)罩。

IGBT紅外熱像測試分析系統(tǒng)已在國內(nèi)外多家IGBT設(shè)計(jì)生產(chǎn)商、集成商和相關(guān)用戶現(xiàn)場廣泛應(yīng)用，并獲得用戶的廣泛認(rèn)可和普遍好評(píng)。