IGBT模块认证测试要求规范V2.0

实用标准文案测试部测规范

规范编码：版

本：V2.0

密

级：机

密英威腾电气股份有限公司测试部

生效日期：2011.3

页

数：页IGBT模块认证测试规范拟

制：

张广文

日

期：2011-03-07审

核：

姜

明

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期：__________批

准：

董瑞勇

日

期：__________文档

实用标准文案更改信息登记表规名：块证试范规编：版本

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张广文2011.3.7试项目内容及标准。评会区人员

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日期董瑞勇吴建安唐益宏林金良张波文档

实用标准文案目

录1.目的.....................................................................42.范围.....................................................................43.定义.....................................................................44.引用标准.................................................................55.测试设备.................................................................66.测试环境.................................................................67.测试项目.................................................................77.1规格参数比对.........................................................77.2封装结构测试.........................................................87.2.1封装外观检查...................................................7.2.2封装外形尺寸测试...............................................7.2.3基板平整度测试.................................................97.2.4封装内部结构测试..............................................117.3晶体管电特性测试....................................................127.3.1集-射极耐压VCES测试..........................................127.3.2IGBT集射极饱和压降VCE(sat)试..............................137.3.3IGBT栅射极阀值电压VGE(th)试..............................7.3.4IGBT内置二极管正向压测试................................157.4Ices和IR测试......................................................167.5绝缘耐压测试........................................................187.6高温电应力老化测试..................................................207.7高低温老化测试......................................................217.8NTC热敏电阻特性测试................................................227.9驱动波形测试........................................................227.9.1驱动波形质量测试..............................................237.9.2开通关断时间测试..............................................257.9.3驱动电压幅值测试..............................................267.9.4死区时间测试..................................................27限流测试...........................................................28均流测试...........................................................29短路测试...........................................................30温升测试...........................................................347.14IGBT晶元结温测试..................................................368.数据记录及报告格式......................................................40文档

实用标准文案IGBT块认测试范1.目检验IGBT模块各项性能指标是满足标准和产品设计要求。本规范主要从IGBT结构、电气性能、可靠性等方面面评估IGBT块各项性能指标。2.范本规范规定的IGBT模块性能测方法，适用于英威腾电气股份有限公司IGBT模块器件选型认可及产品开发过程模块单体性能测试。3.定

绝缘栅双极型晶体管IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)：是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场应组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件兼有的高输入阻和的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电较大MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小IGBT综合了以上两种器件的优驱动功率小而饱和压降低。伏安特性指以栅源电压Ugs参变量时漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电Ugs制越高Id越大。它与GTR的输出特性相似，分为饱和区、放大和击穿特性三部分。在截止状态下IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压J1结担。如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入缓区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围文档

实用标准文案

转移特性输出漏极电流Id与源电压之间的关系曲线与MOSFET的转移特性相同当栅源电压小于开启电压Ugs(th)IGBT处于关断状态在导通后的大部分漏极电流范围内与Ugs线性关系高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般为15V左右。开关特性指漏极电流与漏电压之间的关系IGBT处导通态时由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，以其B极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET的电流成为IGBT电流的主要部分态电压Uds(on)可用下式表示：Uds(on)＝Uj1＋＋Id*Roh式中：Uj1—JI结的正向电压，值为0.7～。Udr—扩展电阻Rdr上的压降。Roh—沟道电阻。通态电流Ids可用下式表示：Ids=(1+Bpnp)*Imos式中：Imos—流过的电。由于N+区存在电导调制效应所IGBT的通态压降小耐1000V的IGBT通态压降为2～3V。处于断态时只有很小的泄漏电流存在。平整度：物体表面凹凸不平及厚不均的程度。热阻ThermalResistance在平衡条件下，两规定点（或区域）之间温度差与产生这两点温度差的耗散功率比。结壳热阻为半导体器件结温和管壳规定点的温度差与器件耗散功率之比，热器热阻为散热器上规定点和环境规定点温度的差与产生这两点温差的耗散功之比。紧固（TightenPressure证力半导体器件与散热器具有良好热接触的组装压力力矩。4.引标准

GB02900.32-1994-T电工术语电力半导体器件GB04586-1994-T半导体器件分器件第部分场效应晶体管GB04587-1994-T半导体分立件和集成电路第部分双极型晶体管文档

实用标准文案

GB04589.01-2006半导体器件第10分：分立器件和集成电路总规范GB04937.01-2006-T半导体器机械气候试验方法第1部分：总则GB04937.02-2006-T半导体器机械气候试验方法第2部分：低气压GB13974-1992-T半导体管特性示仪测试方法GB14113-1993-T半导体集成电封装术语GB19403.01-2003-T半导体器集成路第11部：第1：半导体集成电路内部目检(不包括混合电路5.测设备

BJ4822智能大功率图示仪（北京线电仪器厂）34972A安捷伦数据采集仪（美国捷伦科技有限公司）DSO5014A安捷伦示波器（美国捷伦科技有限公司）SD-089电子数显卡尺（上海量具具厂）CS9932B综合安规测试仪（南京盛仪器有限公司）KMH-1000RL5型可程式快速温变热箱（科明科技有限公司）QTT-80L可程式湿热箱（深圳市亚科技有限公司）1147A电流探头（美国安捷伦科有限公司）i1000S电流探头（美国福禄克国公司）PT-8010高压差分探头（台湾品）6.测环境

室温环境：25℃±℃湿热环境：85℃，85%高温环境1：85℃高温环境2：℃低温环境：-40℃文档

实用标准文案7.测项目测试目清★

①规格数比对

★

⑧敏电阻性测试②封装构测试★★③晶体电特性测试★★★④和IR试⑤绝缘压测试★★⑥高温应力老化测★★⑦高低老化测试★★

⑨驱动形测试⑩限流试⑪均测试⑫短测试⑬温测试⑭元结温试7.1规参数比7.1.1参比目对于可以相互替代或应用于同一率等级的模块厂商规格书对不同厂商不同型号模块参数进行对比，过对比规格参数差异确保模块替代选型满足产品设计要求。7.1.2参比方对于可以相互替代的模块根据IGBT模块参数对比数据表中的参数各个厂商参数值及测试条件分别填写在对参数栏中。若某些参数只在某一方厂商规格书中体现无此参数的其他厂商对应格栏填数记录格式请参见附表1.IGBT模块参数对比数据表。7.1.3参对判标文档

实用标准文案参对需同满以条方合

的关键参数，替代器件规格不得低于被替代器件规格。关键参数为Ptot、Vce(sat)/Vf、Vces/Vr、Ices/Ir、IcIcmIscRth其余参数综合评估。所有厂商器件规格均应在产品设要求规格内。7.2封结构测◆试的对IGBT模块外形尺寸、基板平度、内部结构等封装规格进行测量检查，确认模块封装规格是否与厂商宣称规格一致，或符合我司新器件规范要求。◆试项

封装外观检查封装外形尺寸测试基板平整度测试封装内部结构测试7.2.1封外检测试方注试前记录反应模块特征整体图模块丝印前上方45°角拍摄记录)。在室（25℃±℃下使用20X大镜下观察封装外观丝印是否清晰模块引脚镀层是否氧化、生锈。模块封壳体结构是否存在形变缝隙，如有缝隙需要使用厚薄塞规量测缝隙大小。在完成基平整度测试及模块老化测试后，重新量测模块以上尺寸参数。此过程要求对模块进前视、后视、左视、右视、俯视以及底部视角进行拍照留底，具体数据填写格式参附表2.IGBT模封装测试数据记录表。判定标封外检需同满以要方合：

封装外观丝印清晰且标识的规格品牌、封装信息等与厂商规格书一致。文档

实用标准文案

模块引脚镀层光洁无氧化、生锈模块外观在放大镜下观察无明显变。样品老化测试前封装无缝隙，老后封装缝隙宽度0.2mm且缝隙长度≤10mm。7.2.2封外尺测测试方在室温（25℃±℃）下，使用显卡尺量测模块的封装外形尺寸，量测内容包括IGBT模块封装的长宽厚安装孔位置尺寸安装孔位直径引脚位置尺寸、引脚高度、引脚直径以及厂商规书上所标注的其他外形尺寸。在完成基板平整度测试及模块老化测试后，重新量测块以上尺寸参数。具体数据填写格式参附表2.IGBT模块封装测试数据记录。判定标封外尺应时足下求为格

模块规格书中安装尺寸、引脚定以及引脚截面积符合电路板设计要求。模块规格书中引脚定义与替代模引脚定义一致，且引脚截面积不低于产品设计规格，及跟替代模块引脚截面积(满足载流能)。在室温以及老化测试后，模块外尺寸均在厂商规格书宣称公差范围内。7.2.3基平度试测试方在室温（25℃±℃）下，使用热膏涂抹工装在IGBT块基板上均匀涂抹散热膏，散热膏的厚度不超过500μ，推荐300m。依据IGBT块固定所使用组合螺丝型号，设定扭力电批/扭力螺丝力矩将IGBT模块固定在标准散热器上。按照模块规定的紧固力矩和紧固顺序安装模，所有螺丝紧固分为按照以下步骤进行：

按照要求紧固顺序及紧固力矩对有螺丝进行预紧。按照要求紧固顺序及紧固力矩将有螺丝打紧固定。所有螺丝打紧后确认模块处于紧状态，按照规定的紧固力矩和紧固顺序按照以下步骤拆除模块。按照要求紧固顺序及紧固力矩对有螺丝预松。文档

实用标准文案

按照要求紧固顺序及紧固力矩将有螺丝取下。扭电/力丝紧与除矩置参表：矩照表表一：力矩参照表螺丝规格

紧固力矩

预松力矩

螺丝规格

紧固力矩

预松力矩M3

6kgf·cm

6kgf·

M5

28kgf·cm28kgf·cmM4

14kgf·14kgf·cm

M6

48kgf·cm48kgf·cm模块拆除后，将模块基板底部向与散热器对应固定区域并排放置。将1cm网格工装放置于该区域上方进行拍照具放置方式如图1模块平整度测试对比图所示。图1模块平整度测试对比图按照要求紧固顺序及紧固力矩采标准紧固力矩电批块进行反复20次紧固拆除操作，对模块进行紧固力测。紧固力测试期间，对模块及散热器不需要重新涂抹散热膏及拍照，测试过程可以换紧固螺丝但不得更换模块样品。在完成反复20次紧固拆除后擦去模块及散热器上残留散热膏重新为模块涂抹散热膏，并按照要求紧固顺序及固力矩重新紧固和拆除模块。模块拆除后，将模块基板底部向上与散热器对应固定域并排放置将1cm

网格工装放置于该区域上方进行拍照，测试过程中数据及图片写格式参附表2.IGBT模封装测试数据记录表。判定标基平度试求一块成试部骤同满以要求为格

功能性能正常。外观及封装尺寸仍符合要求。基板与散热器导热硅脂接触面积须大于总体基板面积80%内部晶圆集成区域文档

实用标准文案对应基板位置与散热器导热硅脂触面积应大于晶圆面积2倍7.2.4封内结测测试方完成本规范要求的其他测试项目在室（25℃±℃环下使用专用工具将IGBT模块外壳封装去除模外壳封装去除过程中应避免破坏模块内部引线模块外壳封装去除后，对内部结构进行拍照留底。拍照要能够详细反映模块内部晶圆布局、绑定线及晶元拓扑方式和线工艺布局，并且需要与同类型其他厂商内部结构图片进行对比分析。晶圆布局对拍照示例如图2：模块晶圆布局图所示。W相桥

W相桥

V相桥

V相桥

U相桥

U相桥W相桥IGBTW相桥

W相桥IGBTW相桥IGBT

V相桥IGBTV相桥

V相桥IGBTV相桥IGBT

U相桥IGBTU相桥

U相桥IGBTU相桥IGBT

内部晶元布局W相桥IGBT

W相桥

V相桥IGBT

V相桥

U相桥IGBT

U相桥图2模块晶圆布局图测试过程中数据及图片填写格式见附表2.IGBT模块封装测试数据记录表。文档

内部晶元布局

实用标准文案判定标封内结测应时足下求为格

要求内部晶圆分布均匀合理。引线布局美观，不同电信号严禁叉布线，严禁采用飞线方式布线。内部温度检测电阻位置应布置于接近内部热源集中区域。模块内部爬电距离及电气间隙应合安规要求。7.3晶管电特测试◆试的评判模块晶体管电特性是否符合品设计要求，确认模块晶体管电特性与厂商宣称规格一致性。注：受仪器限制Ic400A或Vces3000V以上的模块暂时无法测试晶体管特性。◆试项

集-射极耐压(V)测试集-射极饱和压降(V(sat))测栅-射极阀值电压(V(th))测试内置二极管正向压降(V)测试7.3.1集射耐测试测试方在室温（25℃±℃）环境下，待测的IGBT-射极短路，接线方式为仪器端接IGBT集电极，COM端接发极。集电极电源设置的极性选择设为NPN+HV连续，峰值功率选择设为30W。阶梯发器设置的阶梯源选择为电压，阶梯发生器的阶数设为0。测量方法选择的测量方式为重复模式。点击软件的开始测试按钮，将集电极电源扫描调节设为合适档位，一开始可设为额定的1/10左右，缓慢地增加集电极电源的扫描电压。电压接近器额定V时将集电极电源的扫描调节为额定V

文档

实用标准文案的左右，继续增加集电极描电压，调节过程中注意观察曲线，当电流达到器件的额定I时，停止增加电压读取此时的电压，此电压即为IGBT的实际集射极耐压，具体数据记录格式请参见附表3.IGBT晶管电特性数据记录。完成模块高低温冲击测试后室25℃±℃境下按照以上步骤重新测试，并记录测试数据，具体数据记录式请参附表3.IGBT晶管电特性数据记录表。测过中要意下项

测试多管IGBT时，必须同时将个管子的射极独立短路。测试时保证接线正确，注意人身全。合上保护盖才可以测试，避免接触测试端子。若无法合上保护盖，必须在试样品旁边放高压警示，避免旁人靠近测试样品。要注意集电极电源的扫描电压设不可过大般可设为的1/10在增加集电极电压过程中旦发现电突然迅猛增远超过规定的漏电流标准时必须直接将集电极电源电压归零以保护仪器和器件。若需要保存曲线，将测量方法选的测量方式设单次模式再保存。测试结束后必须及时退出软件，意退出前集电极电源必须先回零，退出软件后才能关主机。判定标

测试所得V电压≥额定V电。7.3.2IGBT-射饱压VCE(sat)试测试方室252℃境下试块接线方式为仪器HC主电流回路Hcsen端（电压感测）接I集电极仪器端（主电流回路）及COMsen端（电压感测）接IGBT发射极、仪器SGV端接IGBT栅极。集电极电源设置的极性选择设为NPN+HC脉冲，峰值功率选择设为3kW。梯发生器设置的阶梯源选择为电压，阶梯发生器的阶数设为3，阶梯/偏移幅度设。显示设置中的水平档设为、2V/格（或5V/格直档按需求设置测量方先设为单次方式点击软件的开始测试按钮将集电极电源扫描调节设为合适档般可设为地增加集电极电源的扫描电压。观察第3阶的输出曲线（VGE=15V电流达到—的定值左右（由于仪器文档

实用标准文案限制，电流最大不可超过400A把测量方法设为扫描方式，并设置合适的扫描步长。读取电流在I额定值时候的压数据，此电压即为实际V，具体数据记录格式请参见附表3.IGBT晶体管电性数据记录。完成模块高低温冲击测试后室25℃±℃境下按照以上步骤重新测试，读取电流在I额定值时候的电压据，此电压即为实际，具体数据记录格式请参见附表3.IGBT晶体管电特性据记录。测过中要意下项

测试时保证接线正确。在增加集电极电压过程中，一旦现电流突然迅猛增大（突然超过额定值几倍以上时必须直接将集电极电电压归零，以保护仪器和器件。仪器HC端和COM端为大电流主路尽量短必须保证和器件接触良好。测试100A以上时，测试设备使钟需要休息分钟以上。测试结束后必须及时退出软件，意退出前集电极电源必须先回零，退出软件后才能关主机。判定标

模块老化测试前后室温环境下测的V电均小于模块厂商规格中V的最大允许值方为合格。7.3.3IGBT-射阀电VGE(th)测试测试方室（℃±2℃环境下将待的栅集电极短路模块测试接线方式为仪器HC端（主电流回路）及Hcsen端电压感测）接IGBT电极、仪器COM端（主电流回路）及COMsen端（电压测）接GBT射极、仪器SGV端接栅极。集电极电源设置的极性选择设为NPN+HC冲，峰值功率选择设为300W。阶梯发生器设置的阶梯源选择为电压阶梯发生的阶数设为0阶梯偏移幅度设为显示设置中的水平档先设为VDS、2V/格，直档设为500mA/（最小档测量方法先设为单次方式，点击软件的开始测试按钮将集电极电源扫描调节设为合适档位（一般可设为1增加集电极电源的扫描电压10V左。然后将显示设置中的水平档改设为V、1V/格，缓慢增加阶梯发生器的移设置值，调节过程中观察电流，当电流开始抬起，文档

实用标准文案达几十或几百mA时，将测量方法先改为扫描方式。在曲线中找到IC的值为器件规格中的参考电流值的点，读取此时电压值，即为阀值电压，具体数据记录格式请参见附表晶体管电特性数据记录。完成模块高低温冲击测试后在（2℃环下按照以上步骤重新测试栅-射极阀值电压V具体数记录格式请参见附表3.IGBT晶体管电特性数据记录表。测过中要意下项

测试时保证接线正确。在增加集电极电压过程中，一旦现电流突然迅猛增大（突然超过额定值几倍以上时必须直接将集电极电电压归零，以保护仪器和器件。仪器HC端和COM端为大电流主路应尽量短须保证和器件接触良好。测试结束后必须及时退出软件，意退出前集电极电源必须先回零，退出软件后才能关主机。判定标

模块老化测试前后室温环境下测V电压均在模块厂商要求规格范围内方为合格。7.3.4IGBT置极正压VF测试测试方室（℃±2℃环境下将待的栅射极短路模块测试接线方式为仪器HC端（主电流回路）及Hcsen端（电压感测）接IGBT射极、仪器COM端（主电流回路）及COMsen端（电压感）接I集电极、仪器SGV接IGBT栅极。集电极电源设置的极性选择设为NPN+HC脉冲峰值功率选择设为阶梯发生器设置的阶数设为0显示设置中的水平档为VCE500mV/格垂直档按需求设置测量方法先设为单次方式，点击软件的开始试按钮，将集电极电源扫描调节设为合适档位（一般可设为1缓慢地增加集电电源的扫描电压。观察电流，使电流达1~2倍的I

额定值左右时（由于仪器的限制电流最大不可超过400A把测量方法设为扫描方式，并设置合适的扫描步长。取电流在I额定值时候的电压数据，此电压即为实际V，具体数据记录格式请参见表3.IGBT晶管电特性数据记录表。文档

实用标准文案完成模块高低温冲击测试后在（2℃环下按照以上步骤重新测试内置二极管正向压降V，具体数记录格式请参附表3.IGBT晶体管电特性数据记录表。测过中要意下项

测试多管IGBT时，必须同时将个管子的射极独立短路。测试时保证接线正确。在增加集电极电压过程中一旦现电流突然迅猛增突然超过IC额定值几倍以上时必须直接将集电极电电压归零，以保护仪器和器件。仪器HC端和COM端为大电流主路尽量短必须保证和器件接触良好。测试100A以上时，使用4分钟器要休息10分钟上。测试结束必须及时退出软件，退前集电极电源必须先回零，退出软件后再关主机。判定标

模块老化测试前后室温环境下测V电压均小于模块厂商规格的最大允许值方为合格。7.4Ices和IR测试7.4.1测目评判模块晶体管电特性是否符合品设计要求，确认模块晶体管电特性与厂商宣称规格一致性。7.4.2测方文档

cesRRMRRRRRRRRRR实用标准文案cesRRMRRRRRRRRRR℃℃

4H4H℃℃t在室（25℃±℃环境下将测的IGBT极端子短路分别在输/输出主端子与直流侧主端子之间反向施测试电压。测试电压等级为厂商器件数据表给定的V/V值压上升时间设定10S持续时间为60S下降时间设定为10S，漏电流上限设定为或I值漏电流下限设定为。记录测试过程的最大漏电流，具体数据记录格式请参见附表4.Ices和及绝缘数据记录。完成室温25℃±℃）环境下Ices和测后，将模块放置于温箱中设定温度85℃、湿度85%，模块在设置温度环境稳定后保持时，保持温湿度环境不变按照以上测试步骤进行Ices和Ir试。并记录测试数据，具体数据记录格式请参附表4.Ices和I

及绝缘数据记录表。完成湿热（温度85℃、湿度85%）环境下IcesI测后，将模块放置于温箱中设定温度120℃，模块在设置湿度环境稳定后保持小时，保持温湿度环境不变按照以上测试步骤进行Ices和测。并记录测试数据，具体数据记录格式请参见附表4.Ices和I及绝缘数据录表。完成高温度120℃境下Ices测后模块放置于室252℃）环境下，模块在室温环境放置12小时后，在室温252℃）环境下按照以上测试步骤进行和I测试。并记测试数据，具体数据记录格式请参附表4.和I及绝缘数据记录。测过中要意下项

测试所用电源误差小于±测试压。测试多管IGBT时，必须同时将个管子的门极端子独立短路。测试时保证接线正确，在测试样旁边放高压警示，注意人身安全。文档

R实用标准文案R

测试完成后必须使仪器复位；测结束后须及时关闭仪器。和I测试包括模块中所有元。7.4.3判标Ices和Ir测试同满以要方合：

室温环境下：测试电压为额定V/VRRM时，漏电流≤额定常温Ices/I。湿热环境下：测试电压为额定V/VRRM时，漏电流≤额定常温Ices/I。高温环境下：测试电压为额定V/VRRM时，漏电流≤常温Ices/I的3倍。注如件料给了85或120时和IR的值，依件Ices和IR的判；器资中给85℃120℃时IcesIR的值则上标判。7.5绝耐压测7.5.1测目评判模块晶体管电特性是否符合品设计要求，确认模块晶体管电特性与厂商宣称规格一致性。7.5.2测方℃℃

4H4H℃℃t文档

RRRR实用标准文案RRRR在室（℃±2℃环境下测试将IGBT模主端子和门极端子分别短接起来，在主端子的短接线和模块基板之施加测试电压。测试电压等级为厂商器件数据表给定的VISO/VISOL和安规耐压测等级中的最大值。安规耐压测试等级请参见表二：表二：安规耐压测试等级电压表系统电压

耐压测试电压等级

系统电压

耐压测试电压等级等级220380590

AC150015001800

DC212021202550

等级6606901140

AC180018003500

DC255025504800电压等级可采用内差法计算。耐压测试时，模块所有端子的短端作为一极，模块基板作为另一极。电压上升时间设定为10S，电压持续时间60S电压下降时间设定为10S，漏电流上限设定为5mA，漏电流下限设定为0mA。录测试过程的最大漏电流，具体数据记录格式请参见附表4.Ices和I及绝缘数据录表。完成室（2℃环境下耐测试以及模块老化测试后模块放置于温箱中设定温度85℃、湿度85%，模在设置温湿度环境稳定后保持小时，保持温湿度环境不变按照以上测试步骤进行压测试。记录测试过程的最大漏电流，具体数据记录格式请参见附表4.Ices和I及绝缘数据记录。完成湿热（温度85℃、湿度85%）环境下耐压测试后，将模块放置于温箱中设定温度℃，模块在设置温湿度境稳定后保持小时保持温度环境不变按照以上测试步骤进行耐压测试。记录测过程的最大漏电流，具体数据记录格式请参附表4.和I及绝缘数据记录表完成以上设定环境下耐压测试后将模块放置于室（2℃环境下模块在室温环境稳定后保持12小时在室温25℃±℃）环境下按照以上测试步骤进行耐压测试。记录测试过程的最大电流，具体数据记录格式请参附表4.Ices和I及绝缘数据记录表。测过中要意下项

测试所用电源误差小于±测试压。按照仪器使用说明书正确接线。文档

RRMcesRRR实用标准文案RRMcesRRR

在如果功率模块集成了整流、逆单元，整流模块绝缘测试和逆变模块绝缘测试可以合并进行但注意另外把IGBT的门极端子全部短接好主端子和基板之间施加测试电压。7.5.3测判

耐压测试结束，模块未击穿损坏且漏电流2mA方为测试合格。7.6高电应力化测试7.6.1测目评判模块晶体管电特性是否符合品设计要求，确认模块晶体管电特性与厂商宣称规格一致性。7.6.2测方高温（85℃，湿度85%）环境下将门极端子短路好的IGBT样，在输入/输出功率端子与直流侧功率端子之间别施加厂商器件数据表给定的V/V测试电压，维持此种状态持续4小时如模正常则维持温度不变然后分别进行规“7.4Ices和I测试”中高温85℃时的Ices/I试，和7.5绝缘耐压测试”中高温85℃时的绝缘耐压测试，并记录测试过程的最大漏电流，具体数据记录格式请参附表4.和I及绝缘数据记录。注此测可“Ices和IR测”高85测完后接行测过中要意下项

测试所用电源误差在±1%以内。测试多管IGBT时，必须同时将个管子的门极端子独立短路。测试时保证接线正确，注意人身全。须在测试样品旁边放高压警示，避免旁人靠近测试样品。测试完成后必须使仪器复位，测结束后须及时关闭仪器。高温电应力老化测试须包括模块所有晶元。文档

RRMRISORRRcesISO实用标准文案RRMRISORRRcesISO7.6.3判标

功能性正常，无损坏。高温（85℃）环境下，测试电压为额定V/V时漏电流≤额定常温Ices/I。ces高温（85℃）环境下：测试电压为额定V时，漏电流2mA7.7高温老化试7.7.1测目对IGBT模块施加温度老化应力确认IGBT块各项性能指标在老化试验前后一致性。7.7.2测方完成规范中室（25℃±℃模测试后将模块放到温度冲击箱中进行-℃—120℃温度冲击测试高低温留时间为钟共行12个温度冲击循环温度冲击循环测试结束后，将模块在温252℃）环境下恢复小时，然后分别进行规“7.4Ices和I测试中温25℃时的Ices/I测试“7.5绝缘耐压测试”中常温25℃时的绝缘耐压测试，及晶体管电特性测试”中的测试项目，并记录测试过程中的最大漏电流值及关数据体测试数据记录格式请参附表3.IGBT晶体管电特性数据记录表，和附4.和及缘数据记录表。7.7.3判标

功能性正常，无损坏。室温环境下：测试电压为额定V/V时，漏电≤额定常温R；室温环境下：测试电压为额定V时漏电流。室温环境下：晶体管电特性项目试结果符合规格书标准。文档

实用标准文案7.8NTC热敏阻特性测试7.8.1测目评判模块NTC热敏电阻特性是否合产品设计要求，确认模块NTC热敏电阻特性与厂商宣称规格一致性。模块自的NTC热敏电阻不使用的不用测试。7.8.2测方在室温（25℃±℃）环境下，待测的IGBT装在相应机型上，放入可程式快速温变湿热箱中，要求变频器风处于运转状态。然后使温变湿热箱按下表中给定的温度依次运行每个温度段运行间不低于30钟每个温度段结束的前5分钟查看变频器温度功能码并录数据注待测机型体积要小于0.2立方米否则无法测试此项。具体数据记录格请参附表5.NTC热敏阻特性测试数据。7.8.3判标

温度功能码显示值与温变湿热箱给定的温度在5以内或符合软件设计。测试过程中模块功能正常。7.9驱波形测◆试的测试变频器在不同的运行状态下IGBT动波形是否正常◆试项

驱动波形质量测试开通关断时间测试驱动电压幅值测试驱动死区时间测试文档

实用标准文案7.9.1驱波质测测试方在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上测量门极引脚处的电压波形为尽量减小波形失真必须使用隔离电源给示波器供电，并使用如图3-4所示的两种法连接示波器探头。图3使用带短地线的探头帽

图4使用同轴转接头自制的小工利用示波器截取(在电流突变时如限流)1个SPWM周和3~5个开关周期的波形，看是否有异常。然后测量单开通关断门极电压波形及门极电流波形（利用示波器的逻辑运算功能可测量出门驱动功率波形是否有异常然后在变频器正常运行载频为缺省载频时，分别测负载为电机空载、满载以及限流状态下的门极驱动电压和驱动电流波形（包括开通关断波形）并记录；并测试变频器在输出相间及相对地短路状态下的门极驱动电压(详见7.12路测)数据记录格式请参见附表6.驱动波形测试数据记录。测过中要意下项

焊接的IGBT须按照如图所示的法连接示波器探头，插接的若不采用带短地线的探头帽方式放置探棒，可标准探头，但需将地线缠绕在探棒上，尽量使探头主信号线与地线构成的回路积最小。为了尽量减小由于示波器各通道间相互耦合造成测试波形失真的影响，六桥驱动波形单独抓取。如需同时测量上下桥驱动电压波，一定要将所使用的两个通道隔离。即一个通道用普通探头测量，另一个通道高压差分探头测量，并且注意把有源差分探头的电源隔离或将差分探头的电源配器的地线端去掉可能会烧坏差分探头。抓取波形时，示波器横轴时间轴为1μS/div(荐,纵轴值轴设为文档

实用标准文案5V/div(推荐)。每种运行状态下分以下两种情况记录波形IGBT通过电流时的开通关断波形和续流二极管通过流时的开通关断波形。

每个IGBT驱动桥都需测量，包并联使用的模块。判定准

开通波形平滑无震荡，或有少许荡，但震荡峰值电压小于+20V。如图5所示：合格

：振荡电压最高

，于限。黄色：驱动电压波形绿色：驱动电流波图5IGBT开通驱动波形示例关断波形平滑无震荡，或有少许荡，但震荡峰值电压大于-20V。如图6所示：黄色：驱动电压波形绿色：驱动电流波形不合格

：振荡电压最低-21.4V小于限。图6IGBT关断驱动波形示例文档

实用标准文案7.9.2开关时测测试方在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上测量开通、关断时间测试可以IGBT驱波形测试的过程中进行，记录波形的Rise与Falltime即为开与关断时间测量变频器在正常运行时载频为缺省载频，负载分别为电机空载、满、限流状态下IGBT开通、关断时间，并记录测量值。具体数据记录格式请参见附6.驱动波形测试数据记录。测过中要意下项

用示波器测量波形时，要使探棒路面积尽量小。如果同时测量上下桥驱动电压波，必须使两个测量通道之间相隔离。即一个通道用普通探头测量，另一个通道高压差分探头测量，并且注意把有源差分探头的电源隔离或将差分探头的电源配器的地线端去掉可能会烧坏差分探头。抓取波形时，示波器横轴时间轴为1μS/div,纵轴值轴设为5V/div。判定标

0.3μ≤开通时间≤4.0μ或合设计参数。图7所示开通时间符合要求图7IGBT开通波形上升时间文档

实用标准文案

0.3μ≤关断时间≤3.0μ或合设计参数。图8所示。关断时间1S符合要求图8IGBT关断波形下降时间7.9.3驱电幅测测试方在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上测量开通、关断驱动电压幅值测试可以在驱动波形测试的过程中进行，记录波形的Top与，即为IGBT开驱动电压幅值与关断驱动电压幅值。测量变频器在正常运行时载频为缺省载频，负分别为电机空载、满载、限流状态下的I开通、关断驱动电压幅值并记录测量具体数据记录格式请参附表6.驱动波形测试数据记录表。测过中要意下项

用示波器测量波形时，要使探棒路面积尽量小。如果同时测量上下桥驱动电压幅，必须使两个测量通道之间相隔离。抓取波形时，示波器横轴时间轴为1uS/div，轴幅值轴设为5V/div。判定标

13.0V≤Top≤V、-12VBase0V或符设计参数。文档

实用标准文案7.9.4死时测测试方在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上测量开通、关断驱动波形死区时间。上下桥死区时间定义为：从上桥（下桥IGBT栅-射极驱动电压降至0V到下桥上桥栅射极驱动电压升至的时间，如图9所示：图9IGBT死区时间定义示例用示波器同时测量同相的上下桥动电压波形，在抓取的波形上用示波器的游标测量功能测量死区时间。测试变器在正常运行时，载频为缺省载频，负载分别为电机空载满载限流状态下IGBT上下桥死区时间并记录测量值具体数据记录格式请参见附表6.驱动波形测试数据录。测过中要意下项

测量上下桥驱动波形的死区时间必须使两个测量通道之间相隔离。即一个通道用普通探头测量，另一个通道用压差分探头测量，并且注意把有源差分探头的电源隔离或将差分探头的电源适器的地线端去掉，否则可能会烧坏差分探头。用示波器测量波形时，要使探棒路面积尽量小。抓取波形时，示波器横轴时间轴为500nS/div,轴幅值轴设为。判定标

220V电压等级变频器的上桥死区时间2.0S或合设计参数为合格。电压等级变频器的上下桥死区时间3.0μS或合设计参数为合格。1140V电压等级变频器的上下桥区时间4.0或符合设计参数μS为合格。高压变频器上下桥死区时间≥4.0μ符合设计参数为合格。文档

实用标准文案7.10限流测试测试目的验证IGBT输出特性在突变载情况下输出特性是否正常我们现有的变频器系统是否匹配。注：无限流功能机型不需测试此项。测试方法在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上，选择V/F模块，进行突变载测试，试在变频器缺省参数时进行。要求电机功率匹配。测试包括，在变频器恒速时，直加载至限流水平，维持这种状态至变频器跳过载故障；在变频器加速过程中，接加载至限流水平，维持这种状态至变频器跳过载故障；在变频器减速过程中，直加载至限流水平，维持这种状态至变频器跳过载故障；在电机空载且转速超过1000rpm时，使用直接启动方式启动变频器，维持这种状态至变频器跳过载故障或继续加运行。上4个试目个目需隔5钟且个目测不于10次。测过要意下项

测试前要保证变频器输出三相平，且变频器检测到的电流符合标准。测试时选择与变频器匹配的电机或大一档的电机。测试时注意查看电流变化，如果荡严重应立即切断变频器电源，防止炸机。没有匹配电机时，使用电感进行试，具体操作方法频器输出频率设定为10HZ，速度方式为V/F模式，加时间设定为3S减速时间设定为0，输出电压从50V开始每次5V递加，增加变频器过载种状况下，只需测试“变频器恒速时过载”即可。判定标准

测试过程，IGBT模块功能性正常不炸机。测试过程，变频器不误报除过载外的故(：、OC)文档

实用标准文案7.11均流测试测试目的验证多个IGBT模块并联使用情下，并联IGBT块工作电流均衡性是否符合产品设计要求。注：非并联使用模的机型不需测试此项。测试方法对于并联使用模块的机型，完成驱动波形测试”及限流测试”后，在室（25℃±℃环境下按模块适配机型的最大功率且默认载频运行分别在负载电机或电感空载、满载、限的工况下，同时测量同相每个并联模块的输出电流有效值均方根值)，及输出总电，每个均流测试不低于，并记录测试数据及均流波形图10-11体数据记格式请参见附表7.IGBT模均流测试数据记录表。测过中要意下项

测量时要使用相同型号的电流采设不同型号会导致采样波形相位不一致)。均流测试要求被测电路对称，在路不对称情况下，测试数据只能做参考使用。空载时均流波形(两模块并联图10空载均流波形文档

实用标准文案限流时均流波形(两模块并联图11限流均流波形判定标准

并联模块输出电流相位一致。同相并联模块，每个模块输出电均方根值差值≤3%(均均方根值)。7.12短路测试测试目的验证IGBT模块在输出短路情况是否可以承受厂商宣称的电流应力以及是否可以及时保护。测试方法在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上。使用特制的短路测试工装，小短路试工装规定导线长度米，导线截面积25mm，适用30KW以下变频器的短路测试大短路测试工装规定导线长度1米，导线截面积185mm，适用37KW以上变频器短路测试。文档

实用标准文案短路测试中，测量流过短路电流上桥和下桥IGBT-射极电压（Vce并记录最大峰值计算△U=Vce峰值实验的变频器的母线电压值测试中注意判别所测量的Vce电压是否正确，正确IGBT发生短路关断时的电压波形应如下图中的绿色或紫色波形，在IGBT关断时（流开始下降时应有明显的冲高过程。短波形图12-13：黄色短路电，紫色绿色短路Vce压，粉色故障信号)图12短路Vce波形图13短路Vce波形文档

PNPN实用标准文案PNPN短路测试中测量流过短路电流上桥或下)门极驱动电压波形并记录最大值，注意观察因短路导致门驱动电压抬升的幅度，如图14所示：短门驱电波：黄色路电流，绿色短路Vce紫色短路门极驱动电压)相间短路时极动电压被明显抬升，抬升幅度3V左,+20V图14短路Vge波形短路测试中意短路Vce电压形过程中如果流过IGBT的电流足够大时，会使IGBT进入主动工作区种态下IGBT的Ic电完全饱和即短路电流不会随短路时间的增加而继续上升。在动工作区时短路Vce满足：Vce(上桥)+Vce(下桥)=V(母线在上式关系下，如果IGBT晶元身性能及IGBT封装工艺相差不大的情况下，在理论上可等效为：上桥=Vce(下)=1/2V(线。如图15-16所示：图中黄色电流绿粉色Vce压紫色故障信号合格

：IGBT进主动工作区后桥的Vce压相差＜100V。图15IGBT进入主动区的短路波形文档

：IGBT实用标准文案：IGBT图中黄色电流绿粉色Vce压紫色故障信号进入主动工作区后，上下桥的Vce电压相差＞400V。图16IGBT进入主动区的短路波形短路测试应包括三相输出两两之的相间短路以及每相对地短路。每次短路测试至少进行5次，测量并记录短路流的最大值以及短路电流上升时间等。具体数据记录格式请参见附表8.IGBT模块路测试数据记录。测过中要意下项

短路测试时，变频器有可能会炸，需要使用防护罩将测试样机隔离，人不要离变频器太近。测量短路电流上升时间时保护关断是以短路电流下降为依据的但应注意区分模块短路自限流功能造成的路电流下降保护关断造成的短路电流下降及IGBT在保护关断之前恰碰窄脉冲关断造成的短路电流下降。短路试验时，使用示波器的通道较多，而现有示波器通道多数为共地模式，要防止各信号通道间的相互干扰。议测试设备电源隔离处理。判定标准

短路电流上升时间≤10μ相间路；且短路电流峰值IscK*(Vge-Vth)方为合格。式中K为常数根据模块规格中Isc测试(取最大值计算得出；Vge为实测短路门极驱动电压Max值Vth为实测IGBT晶元阈值电压Max值文档

实用标准文案

当1.15U+△≤0.9Vces时判定合格，否则不合格。式中U=变频器的额定母线电压△U=Vce峰值-实验中的变频器线电压值；Vces=IGBT数据表给出的参数在主动工作区域内工作时，短路电流流过的上下桥Vce相差小于300V为合格，否则不合格。短路测试Vge电压须符合：-20VVge+20V注短电上时是从路流始升IGBT开始护断时，体示如17所：图17IGBT短路时间示例7.13温升测试测试目的检验模块内部集成温度检查电路计是否合理，验证模块在满载下是否满足热应力降额要求。测试方法文档

实用标准文案在室温（25℃±℃）环境下，IGBT模块配在相应功率等级的变频器上测量模块在满载工况下的温升IGBT块温度点选取如图18-21所示选在离晶圆垂直距离最近的基板边缘。图18单桥臂整流模块测试点布图19PIM模块测试点布置图20单桥臂IGBT模块测试点置文档

实用标准文案图温度检测点的测试点布置分别按照G/P型变频器默认载频载运行，在测试过程中要维持电流满载，风道水平，保证机器风扇都