揭秘！車規級IGBT動態測試什麽設備比較專業可靠？

      在國際節能環保的大趨勢下，IGBT下遊的新能源汽車、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(ye) 對IGBT模塊的需求逐步擴大，新興(xing) 行業(ye) 的加速發展也持續推動IGBT市場的高速增長。

       以往國內(nei) 的IGBT廠家主要以封裝為(wei) 主，IGBT芯片大部分都是購買(mai) 的英飛淩、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模塊封裝成成品以後才做動態參數測試。

       隨著國產(chan) IGBT芯片的興(xing) 起，越來越多的國產(chan) 自主IGBT芯片被引入到封裝廠，封裝成模塊並應用到各行各業(ye) 。目前大部分國產(chan) 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(hui) 比進口品牌差一些，如果芯片封裝成模塊之後再去測試動態參數，那麽(me) 模塊測試失效的話，損失會(hui) 比較大，尤其是電動汽車用的IGBT模塊，價(jia) 格比較昂貴，一般內(nei) 部為(wei) 6個(ge) 單元，如果一個(ge) 單元失效，那麽(me) 整個(ge) 模塊報廢，封裝廠損失較大。

那麽(me) 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後，失效而導致整個(ge) 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隻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(guan) 斷，對其性能要求更加嚴(yan) 苛，篩選標準更嚴(yan) 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(mai) 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(cong) 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(yu) 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(men) 可稱之為(wei) 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，那麽(me) 封裝成IGBT模塊以後，模塊的不良率會(hui) 大大降低。而DBC階段的IGBT成本大大低於(yu) IGBT模塊，比如一個(ge) 450A的62mm模塊，內(nei) 部分為(wei) 上下兩(liang) 個(ge) 橋臂，有2個(ge) IGBT單元，每個(ge) IGBT又是由2個(ge) IGBT芯片並聯而成（通過DBC的形式並聯，每顆芯片焊在一塊DBC上），那麽(me) 一個(ge) 模塊裏麵就相當於(yu) 有4塊DBC。

如果對DBC進行測試的話，則每次隻測試1塊DBC，那麽(me) 如果IGBT失效，每次隻會(hui) 損失1塊DBC；假設封裝成IGBT模塊以後，測試失效，那麽(me) 同時損失的還有另外3塊DBC，再加上底板、外殼、焊接、灌膠等材料及一係列工序，整個(ge) 模塊的價(jia) 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(wei) 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(chan) IGBT芯片以後，對DBC進行100%的動態測試是十分必要的，可以大大降低生產(chan) 成本，提高產(chan) 品的可靠性。

      DBC的動態測試，主要目的是在更嚴(yan) 苛的測試條件下，將IGBT芯片的不良品提前篩選出來，以降低製造成本，主要是測試DBC的高溫動態參數和高溫短路耐受能力。但DBC動態測試相對於(yu) 模塊動態測試來說，難度更大，會(hui) 涉及到很多新的問題。比如絕緣問題，由於(yu) DBC階段的芯片，表麵是暴露在空氣中，沒有矽凝保護的，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(hui) 損壞芯片；還有氧化的問題，DBC暴露在空氣中，在高溫條件下，表麵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(hui) 比模塊動態測試設備難度大，國內(nei) 很少有能製造出這種設備的廠家，若依賴於(yu) 進口設備，價(jia) 格也是十分高昂，這也是阻礙國內(nei) 廠家進行DBC動態測試的一個(ge) 原因。

     自主研發的IGBT DBC動態參數測試設備，已批量應用於(yu) 國內(nei) 電動汽車IGBT模塊製造廠家。其DBC動態測試設備，可連接自動化設備，實現自動化生產(chan) ，也可獨立運行，手動操作，因此既適用於(yu) 產(chan) 線批量生產(chan) 測試，也可用於(yu) 研發少量測試。

      國內(nei) 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(ge) 台階。為(wei) 滿足汽車行駛中各種工況的嚴(yan) 苛要求，以及車規級器件極低的失效率PPM要求，更多更嚴(yan) 格的篩選手段被不斷引入，同時也要兼顧總製造成本，以提高產(chan) 品市場競爭(zheng) 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，大大降低了器件的製造成本，為(wei) 國內(nei) 功率器件的發展舔磚加瓦，並助力了新能源汽車的發展。