Modalità di test

I sistemi di test Cosmic validano i dispositivi a semiconduttore di potenza rispetto a requisiti statici, dinamici, termici e di robustezza — dal controllo in accettazione fino al test di produzione e all’analisi dei guasti.

Test dei parametri statici

I test statici di potenza valutano le caratteristiche elettriche in corrente continua dei dispositivi a semiconduttore in condizioni operative stazionarie, determinando se il dispositivo soddisfa le specifiche del datasheet.

Apparecchiature compatibili

Quasar200
and Pulsar600
M2 Flexible Edition
M2 Turret Edition
M2 Wafer Edition
VIP Ultra

Caratteristiche

Misurazione
Descrizione del test
Test Insight
BVDSS
Conferma la capacità del MOSFET di resistere al fenomeno di avalanche tra drain e source alla tensione di breakdown nominale.
Dimostra un solido margine di blocco per i progetti ad alta tensione.
BVCES
Valida il breakdown collettore-emettitore dell’IGBT con il gate cortocircuitato all’emettitore.
Conferma la classe di tensione e la robustezza del dispositivo.
IDSS
Quantifica la corrente di leakage del drain nello stato OFF con tensione drain-source applicata.
Valida il breakdown collettore-emettitore dell’IGBT con il gate cortocircuitato all’emettitore.
IGSS
Misura la corrente di leakage del gate con polarizzazione controllata del gate.
Valuta l’integrità dell’ossido di gate per garantire una commutazione affidabile.
VGS(th)
Rileva la tensione di soglia di accensione del MOSFET dalla risposta della corrente di drain alla tensione di gate.
Supporta una progettazione coerente del pilotaggio e la classificazione dei dispositivi.
RDS(on)
Misura la resistenza drain-source nello stato di conduzione con una polarizzazione di gate definita.
Evidenzia il potenziale per una conduzione a basse perdite e un’elevata efficienza.
VCE(sat)
Misura la caduta di tensione di saturazione collettore-emettitore dell’IGBT durante la conduzione.
Fornisce un riferimento per valutare l’efficienza di conduzione e le prestazioni termiche.
VF
Verifica la tensione diretta del diodo o del body diode alla corrente specificata.
Conferma un comportamento prevedibile in ricircolo e raddrizzamento.
ICES
Misura la corrente di leakage collettore-emettitore dell’IGBT con il gate a massa.
Verifica basse perdite in standby e l’affidabilità in blocco.
IGES
Misura la corrente di leakage gate-emettitore dell’IGBT con polarizzazione del gate applicata.
Verifica la qualità dell’isolamento del gate e la robustezza a lungo termine.
Transfer Char.
Mappa la corrente in funzione della tensione di gate per determinare la transconduttanza.
Supporta l’ottimizzazione del pilotaggio e il posizionamento del prodotto.
Output Char.
Analizza la corrente di uscita in funzione della tensione di drain o di collettore nei diversi intervalli operativi.
Evidenzia il comportamento in condizioni operative sicure e l’idoneità all’applicazione.

Resistenza e capacità di gate

Misurazione accurata della resistenza e della capacità di gate MOS.

Apparecchiature compatibili

M2 Flexible Edition
M2 Turret Edition
M2 Wafer Edition
VIP Ultra

Caratteristiche

Misurazione
Descrizione del test
Test Insight
Rg (Gate resistance)
Misura la resistenza effettiva tra il terminale di gate e la struttura interna del gate mediante un segnale AC.
Caratterizza il comportamento di commutazione e i requisiti di pilotaggio del gate.
Cg (Gate Capacitance)
Misura la capacità totale rilevata al terminale di gate.
Caratterizza il comportamento di commutazione e i requisiti di pilotaggio del gate.
RgBias
Applica durante la misurazione una polarizzazione DC programmabile al gate o al drain.
Valuta le caratteristiche del gate in diverse condizioni di polarizzazione.

Test di commutazione dinamica

I test dinamici caratterizzano il comportamento dei semiconduttori durante gli eventi di commutazione in condizioni operative realistiche — un aspetto essenziale per veicoli elettrici, sistemi a energia rinnovabile, azionamenti per motori e alimentatori industriali.

Metodi di test

  • Impulso singolo
  • Doppio impulso
  • Carico induttivo clampato
  • Recupero del diodo
  • Cortocircuito
  • Polarizzazione inversa dinamica (DRB)

Apparecchiature compatibili

Quasar200
and Pulsar600
M2 Flexible Edition
M2 Turret Edition

Motivazione

Caratterizzazione rapida

Caratterizzazione dinamica completa in meno di 200 ms.

Test head a bassa induttanza

Test head compatto e remoto per il montaggio su handler hard-dock.

Acquisizione della forma d’onda a 1 ns

Forme d’onda di commutazione visualizzate a schermo alla velocità di produzione.

Caratteristiche

Misurazione
Descrizione del test
Test Insight
td(on)
Intervallo di tempo tra il segnale di gate e l’inizio della conduzione di corrente.
Evidenzia una rapida risposta all’accensione per convertitori efficienti.
td(off)
Intervallo di tempo tra la rimozione del segnale di gate e il decadimento della corrente.
Supporta un controllo della commutazione rapido e prevedibile.
tr
Rileva la velocità con cui la corrente o la tensione aumentano.
Evidenzia la capacità di commutazione ad alta velocità.
tf
Monitora la transizione discendente della corrente o della tensione durante lo spegnimento.
Conferma uno spegnimento pulito con minori perdite di commutazione.
EON
Quantifica la perdita di energia all’accensione in condizioni di impulso definite.
Consente il benchmarking dell’efficienza e la modellazione delle perdite.
EOFF
Quantifica l’energia persa durante lo spegnimento del dispositivo.
Aiuta a ottimizzare il budget termico e l’efficienza del convertitore.
QG
Carica totale di gate necessaria per commutare completamente il dispositivo.
Guida il dimensionamento del gate driver e la progettazione della sezione di potenza.
QGD
Carica del plateau di Miller durante la transizione di tensione del dispositivo.
Evidenzia il comportamento di commutazione e i requisiti di pilotaggio.
QRR
Carica di reverse recovery rimossa dopo la conduzione del diodo.
Riduce le perdite di commutazione, lo stress sul dispositivo e il rischio di EMI.
trr
Tempo necessario per il recupero del diodo dopo l’applicazione della polarizzazione inversa.
Supporta la validazione dei convertitori ad alta frequenza.
IRRM
Corrente di picco di reverse recovery dopo la conduzione del diodo.
Valuta lo stress durante il recupero e la robustezza del dispositivo.
Double Pulse
Metodo a doppio impulso che riproduce eventi di commutazione reali.
Caratterizza le perdite in condizioni simili a quelle applicative.
Short Circuit
Test di guasto controllato per misurare la resistenza al cortocircuito.
Valida la robustezza e la strategia di protezione.
DRB
Valuta la commutazione in polarizzazione inversa sotto sollecitazione dinamica.
Valuta la robustezza nei convertitori di potenza.

Il test DRB è una qualifica di affidabilità essenziale per i semiconduttori wide bandgap, come i MOSFET SiC e gli HEMT GaN. Applica condizioni di commutazione ad alta tensione in polarizzazione inversa per riprodurre le sollecitazioni reali dell’elettronica di potenza, aiutando i produttori a valutare l’affidabilità a lungo termine, rilevare eventuali debolezze dell’ossido di gate o del body diode, accelerare i test di durata e qualificare i dispositivi secondo gli standard automotive e industriali.

Test termici

I test termici determinano con quale efficienza il calore viene trasferito dalla giunzione del semiconduttore attraverso il package fino all’ambiente esterno — un aspetto essenziale per valutare l’integrità del package, la qualità del die attach e l’affidabilità a lungo termine. L’analisi termica transitoria consente di esaminare la struttura interna del package senza ricorrere a prove distruttive.

Apparecchiature compatibili

M2 Turret Edition
M2 Flexible Edition
VIP Ultra

Caratteristiche

Misurazione
Descrizione del test
Test Insight
RθJA
Misura la resistenza termica giunzione-ambiente lungo l’intero percorso termico.
Consente di prevedere la temperatura operativa in condizioni reali di raffreddamento.
ΔVSD Method
Utilizza la variazione della tensione diretta del diodo (ΔVSD) per stimare in modo non invasivo la temperatura di giunzione durante il test.
Consente una misurazione termica non invasiva durante il test di produzione.
ΔVDS
Monitora la variazione della tensione drain-source come indicatore della resistenza termica interna.
Fornisce una prova della qualità superiore del package meccanico e del die attach.
ΔVTH Method
Misura le variazioni della tensione di soglia del gate (Vth) per valutare il degrado del semiconduttore, l’usura dovuta alle sollecitazioni e le prestazioni termiche.
Rileva variazioni permanenti o temporanee della tensione gate-source necessaria per avviare la conduzione del canale.

Test di avalanche e robustezza

I test di avalanche valutano la capacità di un semiconduttore di potenza di assorbire in sicurezza l’energia induttiva durante gli eventi di commutazione senza incorrere in guasti catastrofici — simulando le condizioni tipiche di azionamenti per motori, elettronica automotive e applicazioni di commutazione induttiva.

Apparecchiature compatibili

M2 Turret Edition
M2 Flexible Edition
M2 Wafer Edition
VIP Ultra

Caratteristiche

Misurazione
Descrizione del test
Test Insight
UIS
Verifica la capacità del dispositivo di resistere a eventi di commutazione induttiva non clampata.
Verifica la robustezza in avalanche.
UIL
Valuta la commutazione in condizioni di carico induttivo.
Simula le sollecitazioni reali dell’applicazione.
EAS
Simula le sollecitazioni reali dell’applicazione.
Determina la capacità di assorbimento energetico.
Repetitive UIS
Ripete gli eventi di avalanche per valutare la durabilità a lungo termine.
Valuta la robustezza nel corso della vita utile.
Avalanche I
Misura la corrente che scorre durante il breakdown in avalanche.
Caratterizza il comportamento in breakdown.
Avalanche V
Registra la tensione raggiunta durante il funzionamento in avalanche.
Conferma le prestazioni di breakdown.

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