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揭秘!車規級IGBT動態測試什么設備比較專業可靠?

2023年03月28日 17:24:24人氣:454來源:上海卷柔新技術有限責任公司

 揭秘!車規級IGBT動態測試什么設備比較專業可靠?  

 在國際節能環保的大趨勢下,IGBT下游的新能源汽車、變頻家電、新能源發電等領域發展迅速。加上我國經濟飛速發展,能源需求量大幅上升,在這樣的背景下,各企業對IGBT模塊的需求逐步擴大,新興行業的加速發展也持續推動IGBT市場的高速增長。

    以往國內的IGBT廠家主要以封裝為主,IGBT芯片大部分都是購買的英飛凌、ABB等進口品牌。這些進口大廠的芯片技術比較成熟,良率及穩定性比較高,因此在封裝過程中,因芯片本身質量問題導致的模塊不良情況比較少,所以絕大部分封裝廠都是在IGBT模塊封裝成成品以后才做動態參數測試。

    隨著國產IGBT芯片的興起,越來越多的國產自主IGBT芯片被引入到封裝廠,封裝成模塊并應用到各行各業。目前大部分國產IGBT芯片還未經過大量的市場和時間的考驗,在良率和穩定性上會比進口品牌差一些,如果芯片封裝成模塊之后再去測試動態參數,那么模塊測試失效的話,損失會比較大,尤其是電動汽車用的IGBT模塊,價格比較昂貴,一般內部為6個單元,如果一個單元失效,那么整個模塊報廢,封裝廠損失較大。

    那么有沒有一種辦法,能夠將性能有缺陷的IGBT芯片在封裝成模塊之前提前篩選出來,防止芯片封裝到模塊之后,失效而導致整個模塊報廢呢?

    目前有2種方式:

    1、wafer階段測試。

    目前wafer階段測試,大部分晶圓廠或封裝廠采用的都是靜態測試。但是靜態測試的條件比較有限,IGBT只能在低電壓大電流或者高電壓小電流的條件下工作,對芯片的篩選能力有限。而動態測試條件下,IGBT要在高電壓和大電流下開通和關斷,對其性能要求更加嚴苛,篩選標準更嚴格,若再配合高溫短路測試,則篩選能力大幅提高。但是針對wafer的動態測試技術難度很高,實現起來非常困難,且測試設備極其昂貴,也不容易買到。所以wafer階段的動態參數測試,現階段不容易實現。

    2、DBC階段測試。

    將IGBT芯片從wafer上取下來,焊在DBC上,再進行一次綁線,將芯片的G、C、E極與DBC上預留的綁線位通過金屬線連接起來,此時的IGBT狀態,我們可稱之為DBC階段。如果在DBC階段就對IGBT進行測試篩選,將性能不良的芯片篩選出來,那么封裝成IGBT模塊以后,模塊的不良率會大大降低。而DBC階段的IGBT成本大大低于IGBT模塊,比如一個450A的62mm模塊,內部分為上下兩個橋臂,有2個IGBT單元,每個IGBT又是由2個IGBT芯片并聯而成(通過DBC的形式并聯,每顆芯片焊在一塊DBC上),那么一個模塊里面就相當于有4塊DBC。

    如果對DBC進行測試的話,則每次只測試1塊DBC,那么如果IGBT失效,每次只會損失1塊DBC;假設封裝成IGBT模塊以后,測試失效,那么同時損失的還有另外3塊DBC,再加上底板、外殼、焊接、灌膠等材料及一系列工序,整個模塊的價值損失是遠遠超過1塊DBC的。目前大部分的IGBT廠商對DBC的測試主要以靜態測試為主,很多廠商還未意識到DBC動態測試的重要性,尤其是導入國產IGBT芯片以后,對DBC進行可動態測試是十分必要的,可以大大降低生產成本,提高產品的可靠性。

    DBC的動態測試,主要目的是在更嚴苛的測試條件下,將IGBT芯片的不良品提前篩選出來,以降低制造成本,主要是測試DBC的高溫動態參數和高溫短路耐受能力。但DBC動態測試相對于模塊動態測試來說,難度更大,會涉及到很多新的問題。比如絕緣問題,由于DBC階段的芯片,表面是暴露在空氣中,沒有硅凝保護的,有些地方的電極距離不到1mm,在電壓高的時候,容易出現放電打火的問題,會損壞芯片;還有氧化的問題,DBC暴露在空氣中,在高溫條件下,表面易出現氧化變色的情況,影響外觀及焊接性能。因此DBC動態測試設備的技術難度也會比模塊動態測試設備難度大,國內很少有能制造出這種設備的廠家,若依賴于進口設備,價格也是十分高昂,這也是阻礙國內廠家進行DBC動態測試的一個原因。

    自主研發的IGBTDBC動態參數測試設備,已批量應用于國內電動汽車IGBT模塊制造廠家。其DBC動態測試設備,可連接自動化設備,實現自動化生產,也可獨立運行,手動操作,因此既適用于產線批量生產測試,也可用于研發少量測試。

    國內新能源汽車的迅猛發展,帶動了對IGBT、SiC等車規級功率器件的大量需求,同時對功率器件的可靠性要求亦提高了一個臺階。為滿足汽車行駛中各種工況的嚴苛要求,以及車規級器件極低的失效率PPM要求,更多更嚴格的篩選手段被不斷引入,同時也要兼顧總制造成本,以提高產品市場競爭力。高性能的DBC動態測試設備,在提高功率器件篩選標準的同時,大大降低了器件的制造成本,為國內功率器件的發展舔磚加瓦,并助力了新能源汽車的發展。

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  • 卷柔是集設計、銷售、研發、維修服務等為一體的綜合集團公司,從產品的研發到售后服務,每一個環節之間,都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點,提供的環境設備。公司創始人從事儀器設備行業20余年,經驗豐富、資歷雄厚,帶領卷柔公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來,積極投入電子電工,航空,航天,生物科技,各大院校,及科研單位等行業所需的產品測試設備裝置。
      

  • 卷柔擁有一支的研發、生產和售后服務隊伍,從產品的研發到售后服務,每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點,目前擁有博士學位2人,碩士5人,參與環境試驗箱國家標準起草和發行。企業制定標準,行業里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮,2010年入駐上海世博會民企館。卷柔自創辦以來,參與3項國家標準起草與制定,獲得40+件原創知識產權、軟著、集成電路),6次獲得上海科技型中小企業稱號,合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。
      

  • 卷柔儀器今后必將牢記為客戶提供優質產品和服務的宗旨,不忘為行業貢獻前沿科學和技術的初心,再接再厲,砥礪前行!

  • 【卷柔儀器簡介:成立2005年,是一家研發,生產,銷售及售后齊全的綜合性設備生產單位,多次評為科技型中小企業,并是國家,客戶遍布高分子,汽車,半導體,塑膠,五金,科研院校,第三方檢測等】

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