PressFIT-Technologie verbessert Zuverlässigkeit und Energieeffizienz von Leistungskomponeten

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SAB Bröckskes GmbH & Co KG

Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Infineon Technologies AG

Zuverlässigkeit der Verbindungen für Leistungsmodule

Die PressFIT-Technologie ist gemäß der IEC-Norm 60352-5 qualifiziert (Bild 1). Alle Tests wurden mit Standard-Leiterkarten (mit minimalen und maximalen Lochdurchmessern) durchgeführt. Wobei die Klimatests eine sehr anspruchsvolle Prüfung darstellen. Zur Sicherstellung der erforderlichen Eignung für Leistungsmodule wurden die Temperaturen in den einzelnen Klimatests erhöht. Diese Werte liegen weit über der üblichen Höchsttemperatur für Standard-Leiterkarten von 105 °C. Alle Qualifizierungstests wurden ohne Ausfall und ohne messbare Kontaktverschlechterung bestanden.

Zuverlässigkeitstests unter erschwerten Bedingungen

Leistungsmodule werden entsprechend IEC 60749 vor (Bild 3) getestet und qualifiziert. Darüber hinaus hat man weitere Tests bezüglich der Umweltanforderungen für Module nach IEC 60068-2 Teil 43 und 52 durchgeführt. Alle Standard-Tests für Module liefen ohne Leiterkarte. Bei den erweiterten Tests wurden die Module in eine Leiterkarte eingepresst und getestet.

Beim H3TRB-Test (High Humidity, High Temperature, Reverse Bias; Sperrtest bei hoher Luftfeuchtigkeit und Temperatur), TST (Thermal Shock Test; Temperaturschocktest) und Vibrationstest wurde eine zusätzliche Online-Widerstandsmessung realisiert. Die Spannung wurde auf ~1,3 mV (1,2 bis 1,4 mV, je nach der Temperatur im Test und der entsprechenden elektrischen Leitfähigkeit), der Strom auf 1 A eingestellt. Der Widerstandswert von 1,3 mΩ gilt für den gesamten Versuchsaufbau und setzt sich aus zwei Kontaktwiderständen und einem kleinen Leitungsweg zusammen (Bild 2).

Für den Power-Cycling-Test (Minuten) wurde die Temperatur nicht nur auf die maximale Chip-Temperatur, sondern auch auf eine maximale Leiterkartentemperatur von ~105 °C eingestellt. Beim Schadgastest wurde die Konzentration von 10 ppm H2S auf 50 ppm erhöht. Die Temperatur in der Kammer wurde von 25 °C auf 40 °C und die relative Feuchtigkeit von 80 auf 93% angehoben.

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