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国内有做IGBT DBC动态测试的厂家吗?

国内有做IGBT DBC动态测试的厂家吗?
2021-01-13 17:28:11 来源:壹点网

在国际节能环保的大趋势下,IGBT下游的新能源汽车、变频家电、新能源发电等领域发展迅速。加上我国经济飞速发展,能源需求量大幅上升,在这样的背景下,各企业对IGBT模块的需求逐步扩大,新兴行业的加速发展也持续推动IGBT市场的高速增长。

以往国内的IGBT厂家主要以封装为主,IGBT芯片大部分都是购买的英飞凌、IR等进口品牌。这些进口大厂的芯片技术比较成熟,良率及稳定性比较高,因此在封装过程中,因芯片本身质量问题导致的模块不良情况比较少,所以绝大部分封装厂都是在IGBT模块封装成成品以后才做动态参数测试。

随着国产IGBT芯片的兴起,越来越多的国产自主IGBT芯片被引入到封装厂,封装成模块并应用到各行各业。目前大部分国产IGBT芯片还未经过大量的市场和时间的考验,在良率和稳定性上会比进口品牌差一些,如果芯片封装成模块之后再去测试动态参数,那么模块测试失效的话,损失会比较大,尤其是电动汽车用的IGBT模块,价格比较昂贵,一般内部为6个单元,如果一个单元失效,那么整个模块报废,封装厂损失较大。

那么有没有一种办法,能够将性能有缺陷的IGBT芯片在封装成模块之前提前筛选出来,防止芯片封装到模块之后,失效而导致整个模块报废呢?目前有2种方式:

1、 wafer阶段测试。目前wafer阶段测试,大部分晶圆厂或封装厂采用的都是静态测试。但是静态测试的条件比较有限,IGBT只能在低电压大电流或者高电压小电流的条件下工作,对芯片的筛选能力有限。而动态测试条件下,IGBT要在高电压和大电流下开通和关断,对其性能要求更加严苛,筛选标准更严格。但是针对wafer的动态测试技术难度很高,实现起来非常困难,且测试设备极其昂贵,也不容易买到。所以wafer阶段的动态参数测试,现阶段不容易实现。

2、 DBC阶段测试。将IGBT芯片从wafer上取下来,焊在DBC上,再进行一次绑线,将芯片的G、C、E极与DBC上预留的绑线位通过金属线连接起来,此时的IGBT状态,我们可称之为DBC阶段。如果在DBC阶段就对IGBT进行测试筛选,将性能不良的芯片筛选出来,那么封装成IGBT模块以后,模块的不良率会大大降低。而DBC阶段的IGBT成本大大低于IGBT模块,比如一个450A的62mm模块,内部分为上下两个桥臂,有2个IGBT单元,每个IGBT又是由2个IGBT芯片并联而成(通过DBC的形式并联,每颗芯片焊在一块DBC上),那么一个模块里面就相当于有4块DBC。如果对DBC进行测试的话,则每次只测试1块DBC,那么如果IGBT失效,每次只会损失1块DBC;假设封装成IGBT模块以后,测试失效,那么同时损失还有另外3块DBC,再加上底板、外壳、灌胶等材料及一系列工序,整个模块的价值损失是远远超过1块DBC的。目前大部分的IGBT厂商对DBC的测试主要以静态测试为主,很多厂商还未意识到DBC动态测试的重要性,尤其是导入国产IGBT芯片以后,对DBC进行100%的动态测试是十分必要的,可以大大降低生产成本,提高产品的可靠性。

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DBC的动态测试主要目的是在更严苛的测试条件下,将IGBT芯片的不良品提前筛选出来,以降低制造成本,主要是测试DBC的高温动态参数和高温短路耐受能力。但DBC动态测试相对于模块动态测试来说,难度更大,会涉及到很多新的问题。比如绝缘问题,由于DBC阶段的芯片,表面是暴露在空气中,没有硅凝保护的,有些地方的电极距离不到1mm,在电压高的时候,容易出现放电打火的问题,会损坏芯片;还有氧化的问题,DBC暴露在空气中,在高温条件下,表面易出现氧化变色的情况,影响外观及焊接性能。因此DBC动态测试设备的技术难度也会比模块动态测试设备难度大,国内很少有能制造出这种设备的厂家,若依赖于进口设备,价格也是十分高昂,这也是阻碍国内厂家进行DBC动态测试的一个原因。

深圳威宇佳智能控制有限公司自主研发的IGBT DBC动态参数测试设备,已批量应用于国内电动汽车IGBT模块制造厂家。其DBC动态测试设备,可连接自动化设备,实现自动化生产,也可独立运行,手动操作,因此既适用于产线批量生产测试,也可用于研发少量测试。

深圳威宇佳智能控制有限公司,是一家以IGBT、MOSFET、SiC等为主要功率半导体的测试设备开发制造企业。它是国内首家电动汽车用IGBT动态测试设备制造商,已通过ISO9001质量体系认证,并获得多项专利和软件著作权。其动态设备已在市场上应用超过10年,历经了超过500万只模块/DBC的测试考验。

其动态设备可测试IGBT、SiC等开通、关断、短路、栅极电荷以及二极管反向恢复各项动态参数;可测试单管、半桥、四单元、六单元、PIM等绝大多数封装的IGBT模块及DBC;半自动化、自动进出料;电压电流规格最大2000V/2000A,短路电流最高5000A,可按用户需求定制更高电压电流规格;测试夹具采用压接方式,连接电感小,即插即用,更换夹具便捷,可兼容多种封装的模块及DBC;采用软硬件结合的过流保护机制,保护速度快(<3us),保护电流值可预设;具有自动短路测试功能和Qg测试功能等等,产品满足了更多新的功率半导体检测,也为许多应用技术要求提供了可能性。

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责任编辑:kj005

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