Soluzione di Test
I dispositivi di potenza sono il termine generico per i componenti elettronici e i dispositivi elettronici. Come cuore della conversione di potenza e del controllo dei circuiti, utilizzano la conduttività unidirezionale dei semiconduttori per modificare la tensione, la frequenza e la fase nei dispositivi elettronici, eseguendo principalmente funzioni come la conversione di potenza, l'amplificazione di potenza, l'interruttore di potenza, la protezione delle linee, l'inversione (da DC a AC) e la rettifica (da AC a DC) nei circuiti. I dispositivi ad alta potenza generalmente si riferiscono a componenti elettronici con tensione nominale superiore a 1200V e corrente nominale superiore a 300A, che erogano una potenza di uscita significativa. Possono essere classificati in dispositivi semicontrollati, dispositivi completamente controllati e dispositivi incontrollabili. Tra questi, i tiristori sono dispositivi semicontrollati, con la massima capacità di tensione e corrente; i diodi di potenza sono dispositivi incontrollabili con una struttura semplice, principio e funzionamento affidabile. Possono anche essere classificati in dispositivi a tensione controllata e dispositivi a corrente controllata. Tra questi, GTO e GTR sono dispositivi a corrente controllata, mentre IGBT e MOSFET di potenza sono dispositivi a tensione controllata.
I semiconduttori di potenza sono ampiamente utilizzati in settori come l'energia rinnovabile (energia eolica, fotovoltaico, veicoli elettrici), l'elettronica di consumo, le reti intelligenti e il trasporto ferroviario. Come principali dispositivi elettronici di potenza, IGBT e MOSFET sono ampiamente utilizzati in campi come computer e comunicazioni. I semiconduttori RF basati su nitruro di gallio (GaN) supportano la costruzione di stazioni base 5G e sistemi di internet industriale, mentre i semiconduttori di potenza basati su carburo di silicio (SiC) e IGBT supportano lo sviluppo di veicoli a energia rinnovabile, stazioni di ricarica, alimentatori per stazioni base/data center, sistemi ad alta tensione e sistemi di trasporto ferroviario.
Spinto dalla crescita costante del mercato dei semiconduttori di potenza, i requisiti di prestazione per i semiconduttori sono in continua aumento. Garantire che i dispositivi di potenza ad alta velocità selezionati operino in modo stabile e affidabile in ambienti ad alta temperatura, alta radiazione e alta potenza rappresenta una sfida significativa per gli ingegneri di progettazione. Questo è particolarmente vero per i dispositivi realizzati con materiali avanzati come il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio (GaN), che tipicamente richiedono tensioni e livelli di potenza più elevati, tempi di commutazione più rapidi e test completi dal livello del wafer ai dispositivi confezionati.
È necessario comprendere le caratteristiche dinamiche dei dispositivi di potenza: i componenti discreti ad alta potenza (come i transistor di potenza, i diodi di potenza e i tiristori, con orientamenti verticali o laterali) e le misurazioni elettriche degli amplificatori ad alta potenza fanno parte dei test dei dispositivi ad alta potenza, che tipicamente implicano misurazioni con impulsi o correnti CC superiori a 500V (alta tensione) e/o 1A (alta corrente).
La caratterizzazione delle proprietà dei wafer per dispositivi ad alta potenza affronta diverse sfide: l'impatto della resistenza di contatto tra la piattaforma del wafer e la parte posteriore del wafer sui parametri di test, il rischio di danni ai pad metallici dei dispositivi ad alta corrente e l'aumento della corrente di dispersione in condizioni di alta tensione e temperatura. Affrontare il modo per misurare le correnti di dispersione basse, prevenire l'ionizzazione dell'aria sotto l'influenza dei campi elettrici, che può portare a un breakdown dielettrico tra gli elettrodi, è fondamentale. Inoltre, con il riscaldamento dell'aria, gli aumenti rapidi della temperatura possono creare fenomeni di arco. Garantire un ambiente sicuro per gli operatori per prevenire contatti accidentali in condizioni di alta tensione e temperatura variabile è anche una preoccupazione significativa.
Campione di semiconduttore: GaN
La precisione del movimento del supporto dell'ago è di 0,6 µm, la corrente di dispersione del chuck è ≤100 fA, la precisione del movimento XYZ del chuck e del microscopio è di 0,1 µm, la tensione di tenuta è da 3K a 10KV e la temperatura di tenuta è di 200℃.
1. Caricamento manuale: Il software controlla la rimozione del chuck, si posiziona manualmente il wafer sul chuck, apre l'interruttore di adsorbimento per aderire al wafer e sposta il chuck nella cavità, quindi controlla il chuck per riportarlo nella sua posizione originale.
2. Il software controlla il motore per spostare il chuck e il microscopio su e giù finché la superficie del wafer non è visibile preliminarmente. La funzione di messa a fuoco automatica può essere utilizzata per mettere a fuoco rapidamente la superficie.
3. Utilizzare la funzione di allineamento automatico per regolare la rotazione del wafer fino a quando non è a livello.
4. Utilizzare dispositivi a alta tensione e sonde a tre assi per fissarle sul PAD corrispondente con precisione. PAD
5. Verificare il contatto tra la sonda e il PAD e la connessione del tester. Versare olio di fluoro sull'ago e posizionarlo sotto alta tensione per l'accensione prima di applicare il segnale elettrico per il test.
1. Il chuck e il microscopio sono controllati dal software per spostare il motore, con una precisione di movimento di 0,1 µm.
2. Dotato di un sistema ottico confocale a tre ingrandimenti con zoom incorporato a 3 livelli, visualizza contemporaneamente più campi di vista, offrendo un'esperienza di puntamento dell'ago estremamente comoda.
3. I chuck ad alta tensione, i dispositivi di fissaggio ad alta tensione e le sonde di shunt sono in grado di sopportare condizioni di alta tensione e corrente durante i test di potenza.
4. Dotato di una piattaforma di isolamento delle vibrazioni ad alte prestazioni integrata e di una barriera di isolamento esterna, evita le vibrazioni causate dagli operatori. Il tempo di recupero rapido delle vibrazioni è inferiore a <1 secondo, fornendo un ambiente di test ad alta stabilità.
5. La barriera di luce infrarossa può rilevare continuamente. Se qualcuno si avvicina erroneamente alla parte ad alta tensione durante il test ad alta tensione, il programma si fermerà immediatamente per proteggere la sicurezza del personale.
Test dei dispositivi orizzontali (i dispositivi verticali possono essere testati utilizzando gli elettrodi sul retro del chuck)
