Testlösungen für Leistungshalbleiter
08. Mai 2025 - SEICA stellt zwei neue Lösungen für den Test von Leistungshalbleitern vor. Die Lösungen werden auf der PCIM Expo & Conference, die vom 6. bis 8. Mai in Nürnberg stattfindet, am Stand 4-235 vorgestellt. Das S20 IS³-System ist eine Lösung für das Testen von diskreten Leistungsbauelementen, einschließlich SiC- und GaN-Technologien. Es wurde für statische und dynamische AC- und DC-Prüfungen entwickelt und ermöglicht eine genaue und reproduzierbare Charakterisierung der elektrischen Parameter. Der S20 RTH Prüfstand wurde für die präzise Charakterisierung des Wärmewiderstands (Rth) mit fortschrittlichen Leistungs- und Kühlungsmanagementfunktionen entwickelt.
Die Charakterisierung der elektrischen Parameter ist ein entscheidender Prozess, um die Zuverlässigkeit und Leistungsstärke von Bauelementen wie IGBTs, MOSFETs und Dioden zu gewährleisten und macht es zu einem unverzichtbaren Werkzeug für F&E, Produktion und Qualitätskontrolle.
Bei statischen Tests werden Schlüsselparameter wie Einschaltspannung (Vce, Vds), Leckstrom (Ic, Id) und Schwellenspannung (Vth) gemessen, um sicherzustellen, dass das Bauelement die elektrischen Spezifikationen erfüllt. Dynamische Prüfungen bewerten die Schalteigenschaften, einschließlich der Ein- und Ausschaltzeiten, der Anstiegs- und Abfallzeiten und der Energieverluste, die für reale Anwendungen entscheidend sind. Durch die Prüfung sowohl der statischen als auch der dynamischen Parameter können Hersteller potenzielle Fehler erkennen, bevor die Komponenten in Stromversorgungssysteme integriert werden. Dadurch werden kostspielige Ausfälle im Feld vermieden und gleichzeitig sichergestellt, dass die Geräte unter Betriebsbedingungen optimal funktionieren.
Das Messsystem des S20 IS³ ist in der Lage, hochpräzise Messungen durchzuführen, die zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse liefern, und bietet ein kompaktes, platzsparendes Design mit Integration von DC-Static-, Gate- und AC-Dynamic-Prüfungen in einer einzigen Box. Das System ist konfigurierbar, so dass der Benutzer die Module für die Durchführung der heute erforderlichen Prüfungen verwenden kann, und es ist erweiterbar, so dass weitere Module hinzugefügt werden können, um neue Prüfanforderungen zu erfüllen. Die integrierte, menügesteuerte High-Level-Software ist benutzerfreundlich und ermöglicht eine einfache Testkonfiguration. Eine Reihe von Funktionen, wie z.B. das integrierte Oszilloskop, erleichtern die Fehlersuche und ermöglichen eine vollständige Rückverfolgbarkeit der Testergebnisse.
Der S20 RTH Prüfstand wurde für die präzise Charakterisierung des Wärmewiderstands (Rth) mit fortschrittlichen Leistungs- und Kühlungsmanagementfunktionen entwickelt. Transistoren sind die bei weitem wichtigste Kategorie von Halbleiterbauelementen und fast alle sind dreipolige Bauelemente (MOSFETs, BJTs, IGBTs). Im Gegensatz zu Dioden besitzen sie einen Steueranschluss, wodurch sie anfälliger für Probleme im Zusammenhang mit der Wechselwirkung zwischen Leistungsaufnahme und Eingangssignal sind. Bei der Entwicklung moderner Stromversorgungen wird dem elektrischen Wirkungsgrad des Gesamtsystems und der Sperrschichttemperatur von Halbleiterbauelementen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt, und diese Art von Prüfung bewertet die thermische Belastung von Leistungs-MOSFET-Bauelementen, wenn sie in Schaltnetzteilen eingesetzt werden. Mit dieser Berechnung und den physikalischen Eigenschaften des Bauelements ist es möglich, die Temperatur vorherzusagen, die in der Sperrschicht erreicht wird, und den zulässigen Spielraum oder Kühlkörper, der erforderlich ist, um sicherzustellen, dass das System während des Betriebs über einen angemessenen thermischen Spielraum verfügt. Dieser Ansatz ist von grundlegender Bedeutung, da eine korrekte Berechnung eine genauere Bewertung der Systemlebensdauer ermöglicht und den Betrieb innerhalb des sicheren Betriebsbereichs sicherstellt.
Der S20 RTH kann hohe Stromlasten sicher handhaben (Standardkonfiguration: 1200A bei 15V oder 30V) und gewährleistet eine genaue Bewertung der thermischen Leistung unter realen Betriebsbedingungen.
Die Power-Switching-Hardware von Seica ist ein Schlüsselelement der Testarchitektur und ermöglicht ein programmierbares, kontrolliertes Abschalten des Laststroms, wodurch Schwingungen minimiert werden und das System bereits 80µs nach Abschalten des hohen Stroms präzise Messungen durchführen kann. Die Konfiguration des Prüfstandes ist skalierbar, von 2 Prüflingen (UUT) bis zu 12 parallel geprüften Prüflingen (UUT), je nach Durchsatzanforderungen. Temperatur, Durchfluss und Druck des Kühlmittels zu jedem Prüfling werden vom System automatisch gemessen und geregelt, um die thermische Stabilität zu optimieren und zuverlässige Messungen zu gewährleisten. Diese Funktion vereinfacht die Ersteinrichtung erheblich und kann Temperaturen bis zu 120 °C und Durchflussraten bis zu 100 l/min bewältigen.
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