1940年,貝爾實驗室在研究雷達探測整流器時,發現硅存在PN結效應,1958年,美國通用電氣(GE)公司研發出世界上第一個工業用普通晶閘管,標志著電力電子技術的誕生。
從此功率半導體器件的研制及應用得到了飛速發展,并快速成長為電子制造業的核心器件之一,還獨立成為電子電力學科。
作為電能/功率處理的核心器件,功率半導體器件主要用于電力設備的電能變換和電路控制,更是弱電控制與強電運行之間的溝通橋梁,主要作用是變頻、變壓、變流、功率放大和功率管理,對設備正常運行起到關鍵作用。
與此同時,功率半導體器件還具有綠色節能功能,被廣泛應用于幾乎所有的電子制造業,目前使用領域正從傳統工業制造和4C產業向新能源、電力機車、智能電網等領域發展。
隨著智能電網、汽車電氣化等應用領域的發展,功率半導體器件逐漸往高壓、高頻方向發展,功率分立器件的演進路徑基本為二極管→晶閘管→MOSFET→IGBT,其中,IGBT是功率半導體新一代中的典型產品。
在半導體功率器件行業突飛猛進的同時,對應的測試行業也得到了飛速的發展。
眾所周知,一顆消費電子芯片最終做到終端產品上,一般需要經過芯片設計、晶圓制造、晶圓測試、封裝、成品測試、板級封裝等這些環節。
其中測試部分主要分三大類:芯片功能測試、性能測試、可靠性測試,芯片產品要上市三大測試缺一不可。
功能測試,是測試芯片的參數、指標、功能,用人話說就是看你十月懷胎生下來的寶貝是騾子是馬拉出來遛遛。
性能測試,由于芯片在生產制造過程中,有無數可能的引入缺陷的步驟,即使是同一批晶圓和封裝成品,芯片也各有好壞,所以需要進行篩選。
可靠性測試,芯片通過了功能與性能測試,得到了好的芯片,但是芯片是否容易被靜電弄壞,在雷雨天、三伏天、風雪天能否正常工作,以及芯片能用一個月、一年還是十年等等,這些都要通過可靠性測試進行評估。
測試方法包括板級測試、晶圓CP測試、封裝后成品FT測試、系統級SLT測試、可靠性測試等,多策并舉。
而半導體功率器件,從研發,生產,后期使用,甚至產品維修都需要進行相應的電參數測試。
那功率器件具體都要進行哪些測試呢?
(1) 靜態參數測試:最基本的測試項目,可簡單的評估器件的性能好壞。
各種靜態參數為使用者可靠選擇器件提供了非常直觀的參考依據、同時在變頻器,焊機,軌道交通中的功率器件檢測維修,發揮了至關重要的作用。
(2)動態參數測試:動態參數的優良決定著器件的開關性能。
通常我們希望功率半導體器件的開關速度盡可能得高、開關過程短、損耗小。但是在實際應用中,影響開關特性的參數有很多,如續流二極管的反向恢復參數,柵極/漏極、柵極/源極及漏極/源極電容、柵極電荷的存在,所以針對于此類參數的測試,變得尤為重要。開關特性決定裝置的開關損耗、功率密度、器件應力以及電磁兼容性。直接影響變換器的性能。因此準確的測量功率半導體器件的開關性能具有極其重要的意義。
(3)極限能力測試:如浪涌電流測試,雪崩能量測試。
浪涌電流是指電源接通瞬間或是在電路出現異常情況下產生的遠大于穩態電流的峰值電流或過載電流。雪崩耐量即向半導體的接合部施加較大的反向衰減偏壓時,電場衰減電流的流動會引起雪崩衰減,此時元件可吸收的能量稱為雪崩耐量。
(4)老化可靠性壽命測試:為了保證產品的耐久性能,也就是產品使用的壽命。半導體功率器件廠家在產品定型前都會做一系列的可靠性試驗,以確保產品的長期耐久性能。
陜西開爾文測控技術有限公司成立于 2012 年,位于西安市高新區發展大道26號,是國內自主研發高端大功率新型半導體器件測試系統及測試技術服務的高新技術企業,致力于新型器件(SiC, GaN,石墨烯等)材料分析、元器件檢測、可靠性評測、系統功能驗證等服務。
目前,測試系統及測試技術服務已深入國內各大院校、航天、航空、兵器、中船、電子行業等,尤其是電力設備、電動汽車、軌道交通領域的動力車組和運用大功率半導體器件進行設計、制造等行業,得到了廣泛的應用。
此外,公司依托CASA(第三代半導體產業聯盟) ,聯合西安電子科技大學,中科院微電子所等高校研究院所,成立新型半導體器件研究實驗室,致力于中國第三代新型( SiC GaN石墨烯)器件測試、可靠性實驗、材料分析等服務,同時兼顧現有Si基產品相關實驗。目前,公司已通過CNAS實驗室認證。
公司自成立以來,以技術強項和高端產品的實力,獲得了7項軟件著作權登記證書、11項實用新型專利,通過了陜西省民營科技企業認證、西安市民營科技企業認證、獲得了技術貿易資格認證、通過了ISO14001環境管理體系認證、OHSAS18001職業健康安全管理體系認證、ISO9001質量管理體系認證,通過了陜西省高新企業認證,并在2016年,以《高速特大功率半導體器件IGBT測試系統》列入陜西省科技廳戰略性新興產業重大產品項目,項目編號2016KTCQ01-31。
公司主營產品
靜態參數測試系統、動態參數測試系統、可靠性參數測試系統、靜態參數測試適配器、靜態參數測試夾具、測試軟件、SiC/GaN全系列電參數測試系統、CNAS實驗室測試服務、新型材料、器件研發。
碳化硅器件動態參數測試系統
半導體分立器件測試系統
IGBT動態參數測試系統
特大功率IGBT靜態參數測試與分析系統
碳化硅器件浪涌電流測試系統
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原文標題:功率半導體器件測試分哪些?和消費電子芯片測試有什么區別?
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