服务项目 | 车规功率模块AQG324认证服务

2023-02-06 18:59:10, 余裕锋广州广电计量检测股份有限公司

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引言

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AQG324是ECPE（欧洲电力电子中心European Center for Power Electronic）相关工作组基于LV324测试标准，是针对汽车电力电子转换单元(PCUs)用功率模块而推出的认证指南。

其中包含

QM模块测试部分

QC模块特性测试部分

QE环境可靠性部分

QL寿命试验部分

AQG324制定了完善的车规级功率模块的可靠性试验流程，可以有效验证产品可靠性，指导厂商更深入了解其产品可靠性能，从而加快产品开发速度，优化工艺流程。

该标准自2018年4月推出后侧重于基于硅基的功率模块可靠性测试指南，至2021年3月的最新版本，已经更新了部分碳化硅功率模块的测试程序。

广电计量元器件筛选及失效分析中心对AQG324测试标准进行深入研究，并建立了全套的功率模块可靠性验证技术能力。

一

AQG324 电力电子模块认证

本标准定义了功率模块所需验证的测试项目、测试要求以及测试条件，适用范围包括电力电子模块的使用寿命和基于分立器件的等效特殊设计，例如用于高达3.5吨机动车辆的电力电子转换器单元(PCU)。

这些测试项目、测试要求以及测试条件大体上适用于Si基功率半导体模块。后续发行版本将涉及替代半导体技术，具体的测试项目和相关参考标准如下图所示。

图1 AQG认证项目介绍

图2 AQG认证项目介绍

二

广电计量关于AQG324认证服务方案

广电计量在Si基功率半导体模块、SiC模块等相关测试有着丰富的实战经验，为众多半导体厂家提供模块的规格书参数测试、竞品分析、环境可靠性、寿命耐久和失效分析等一站式测试服务。

1、QM-Module test

AQG324模块测试用于在单个测试序列之前，以确保只有无缺陷的测试对象进入资格测试，和序列之后表征被测件的电气和机械性能。

其目的是深入了解模块的特征参数。模块测试包含模块开关单元的特征参数，声扫和外观检查等测试项目。如图所示，广电计量认证服务包含且不限于提供AQG324相关的测试项目。

图3 模块测试设备

表1

模块测试设备方案

项目	设备	特点
参数测试	B1506A/1505大功率图示仪	±3000V/10000V， ±1500A
连接层检测	Dage XD7500/PVA301	提供X-ray/T-Scan/ C-scan
IPI/VI/OMA	立体显微镜	0.01um分辨率， 2500X，立体扫描

2、QC-Characterizing module testing

模块特性测试主要用于验证功率模块的基本电气功能特性和机械数据。

除此之外，这些测试可以针对设计中与功能退化（功能失效）无关的薄弱点进行早期探测和评估，包括元器件的几何布置、组装、互连技术和半导体质量。

表2

块特性测试设备方案

项目	设备	特点
QC-01 寄生杂散电感（Lp）	动态测试系统	20~2000A， 50~1500V
QC-02 热阻 (Rth)	MicReD T3Ster	Rth/Zth
QC-3 短路耐量（Isc）	大功率动态测试系统	≥5000A
QC-04 绝缘测试	安规测试仪	0~5000VDC
QC-05机械数据	万能材料试验机	/

图4 动态测试设备

3、QE-Environmental testing

环境测试主要用于验证电力电子模块在机动车辆中的适用性，包括物理分析、电气和机械参数验证以及测试绝缘属性。

表3

环境测试设备方案

项目	设备	特点
QE-01 热冲击（TST）	温度冲击试验箱	-70~150℃ 转换≤30s
QE-03 机械振动（V）	电磁振动台 (三综合试验箱)	-70~150℃， 10~98%RH， ≥15℃/min， 32g
QE-04 机械冲击（MS）	电磁振动台 /冲击实验台	50g/1500g

4、QL-Lifetime testing

寿命测试主要是验证产品在规定条件下的使用寿命、贮存寿命是否达到规定的要求，发现设计缺陷，确定失效机理等，例如功率循环测试主要是触发/激发电力电子模块的典型退化机制。

该过程主要区分为两种失效机制：靠近芯片互连的疲劳失效(chip-near)和距离芯片互连较远的疲劳失效(chip-remote)。

两种失效机制均由不同材料（具有不同的热膨胀系数）之间的热机械应力引发。

图5 AQG认证项目介绍

表4

寿命试验设备方案

图6 功率循环测试机台

图7 HTXB试验系统监控柜

关于广电计量半导体服务

广电计量在全国设有元器件筛选及失效分析实验室，形成了以博士、专家为首的技术团队，构建了元器件国产化验证与竞品分析、集成电路测试与工艺评价、半导体功率器件质量提升工程、车规级芯片与元器件AEC-Q认证等多个技术服务平台，满足装备制造、航空航天、汽车、轨道交通、5G通信、光电器件与传感器等领域的电子产品质量与可靠性的需求。

我们的服务优势

●牵头工信部“面向集成电路、芯片产业的公共服务平台建设项目””面向制造业的传感器等关键元器件创新成果产业化公共服务平台“等多个项目；

●在集成电路及SiC领域是技术能力最全面、知名度最高的第三方检测机构之一，已完成MCU、AI芯片、安全芯片等上百个型号的芯片验证；

●在车规领域拥有AEC-Q全套能力，获得了近50家车厂的认可，出具近300份AEC-Q报告，助力100多款车规元器件量产。

文：余裕锋

编辑：肖惠丽

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