HPD模块功率循环水冷装置突破传统水冷板散热单一固定模式，满足各种复杂工况条件下的热可靠性测试

时间： 2024-09-13 来源：贝思科尔官网

技术问答

近年来随着半导体产品技术的更新换代，对研发工作提出了严峻的挑战，在很多研发设计中，尽管功率器件工艺一直向低电压、低功耗、高密度的方向努力，也取得了巨大的成功，但尺寸越来越小、功能越来越多、时钟频率越来越高，导致芯片器件和电子产品不可避免地要面临发热和散热优化问题。

目前市面上基于HybridPACK™ Drive Module封装的SiC或IGBT模块相应的封装技术非常成熟，其应用也非常广泛，特别是在电动汽车行业。针对功率半导体器件热可靠性（功率循环PCsec和PCmin）的评估，国际上也有很多的标准或者准则，例如AECQ101和AQG324都有相应的测试数量要求，测试条件限制，停止实验准则等。不同于平面散热结构封装的单管器件或者模块，HPD封装的器件模块主要散热途径是水冷散热。影响散热效果的途径主要是水冷介质的流速，水冷介质的水温，水冷的介质成分和模块本身封装的整体结-流体热阻或者散热功耗。

涉及到水冷散热问题，在对HPD模块测试功率循环方面的不同参数时，需要借助一些特制夹具来满足这类封装器件的测试需求。本次概述的内容是HPD模块采用多合一水冷散热系统的快拆装置实现在Power Tester设备上进行功率循环试验。

本装置领域应用在HPD封装的大功率半导体IGBT/SiC Mosfet模块的功率循环热可靠性测试或热阻结温测试。突破传统水冷板散热单一固定模式，采用多合一灵活配置，适用于不同类型的器件的水冷板散热场景，满足各种复杂工况条件下的热可靠性测试。

本装置主要功能：A、多合一IGBT水冷板通用型快拆易更换； B、高品质流体阀开关手动切换不同水路系统；C、高精密流量计实时监控调节流量参数；D、高精密温度计实时监控温度参数；E、桌面式稳固支架。

与传统的水冷板散热治具对比：一是过去的水冷板散热水道都是单一水道，拆卸不方便。测试效率很低无法满足多个水道多个样品不同条件的同时测试。二是过去水冷板散热水道都是单纯的密封固定测试，功能单一，无其他辅助功能如流量控制，温度监控，水阀可调。这样并不能满足日益发展的一些功能性测试需求。三是过去的水冷板散热水道结构单一，功能单一，无固定支架。

本装置可以解决：同时测试多路合一不同条件下的水冷板散热水道，可以更换多种规格的多合一水冷板散热水道装置，提高产品测试效率。并且能满足其他的一些测试功能，特别是水流量监控和水温监控；能够满足同一批次产品不同的测试条件如不同流量的验证实验。

本装置匹配不同的型号规格，满足多功能的测试要求。

型号命名规则：

标准型号（不带热电偶）：

PWTCS-X（数字X代表冷板数量或者水道通道数量）

PWTCS-1是一分一通道；

PWTCS-2是一分二通道；

PWTCS-3是一分三通道。

特殊型号（带热电偶）：

PWTCS-X-T（数字X代表水道通道数量；T表示冷板或水道底部带热电偶装置）

PWTCS-1-T是一分一通道带热电偶装置；

PWTCS-2-T是一分二通道带热电偶装置；

PWTCS-3-T是一分三通道带热电偶装置。

其他数量的通道可定制。

3D图示说明

外观实物图1---一分二水道（水平布局）

外观实物图2---一分三水道（垂直布局）

外观实物图3---搭配功率半导体器件热可靠性

贝思科尔（BasiCAE），专注为国内高科技电子及半导体等行业提供先进的电子/结构设计、散热仿真分析、半导体热可靠性测试及设计数据信息化管理的解决方案和咨询服务。贝思科尔（BasiCAE）具有完整的水道仿真设计和制作加工的能力，也可以为客户提供定制化的水冷散热装置的服务。

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