功率器件,具有處理高電壓、大電流能力的功率型半導(dǎo)體器件,也被稱為電力電子器件。由于早期主要用于電力設(shè)備的電能轉(zhuǎn)換和控制電路方面,因此得名“電力電子器件”。那么功率器件的高電壓有多高,大電流有多大呢?目前來看,電壓處理范圍通常為數(shù)百伏上千乃至上萬伏,電流可達幾十及幾千安。
典型的功率器件有Diode、SCR、MOSFET 、IGBT、MCT、IGCT、IEGT、IPEM、PEBB等。按照導(dǎo)通、關(guān)斷的受控情況可分為不可控、半控和全控型功率器件;按照載流子導(dǎo)電情況可分為雙極型、單極型和復(fù)合型功率器件;按照控制信號情況,可以分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型功率器件。
功率器件的市場非常龐大,它助力于全球的環(huán)境友好、節(jié)能減排事業(yè)。高鐵、特高壓、充電樁等電力轉(zhuǎn)換的場合都離不開功率器件。每年功率器件都有巨大的出貨量。由于現(xiàn)階段生產(chǎn)還無法做到100%的合格率。所以每一顆功率芯片都要進行指標(biāo)測試,每一張晶圓都要進行篩選測試。在片的篩選測試必須要具備的是晶圓自動化測試夾具,即自動化高壓探針臺,以及靜態(tài)參數(shù)測試儀表。
功率電子在片測試所面臨的困難及應(yīng)對方案:
1、高電壓:最高可達10kV;高壓下保證低漏電測試;容易出現(xiàn)打火現(xiàn)象
2、大電流:最高可達600A在片電流;需要小的接觸電阻保證精度;電壓降明顯
3、薄wafer:SiC薄wafer可達50μm厚度,易碎;采用TAIKO結(jié)構(gòu)
4、溫度范圍廣:-60℃~300℃變溫測試;不同溫度下探針臺的性能需要保證
5、測試效率及安全性:自動化跑片;設(shè)備及人員安全
由此可見,功率器件在片測試在高電壓或者大電流下進行,這對設(shè)備以及操作安全性都提出了很高的要求,需要在設(shè)計之初就考慮到如何應(yīng)對。
1.應(yīng)對高壓,專用的大功率載物臺設(shè)計,加入絕緣層,防止背電極加高壓打火;三通軸設(shè)計,減小漏電流;絕緣油和高壓探卡的加持,輕松解決高壓打火。
2、應(yīng)對大電流,加粗的電纜設(shè)計,加寬以及多指的大電流探針,載物體鍍金減小接觸電阻。
3、應(yīng)對薄wafer,加密而又減小直徑的真空孔設(shè)計,避免薄wafer吸附損傷;載物臺可以完全拉出腔體,用濾紙取放薄wafer輕松自如;提供定制化的TAIKO載物臺解決翹曲。
4、應(yīng)對溫度,集成的溫控系統(tǒng),只需干燥空氣可實現(xiàn)-60℃~300℃的溫度變化,溫變效率高,穩(wěn)定性好;低溫輕松應(yīng)對結(jié)霜問題;配合電動針座可實現(xiàn)任意多個溫變下的無人值守測試;提供一站式方案。
功率電子起源早,發(fā)展快,尤其是造車新勢力的異軍突起,既實現(xiàn)了我國在機動車方面的彎道超車,也大大推動了國內(nèi)功率電子的發(fā)展。
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