揭秘！车规级IGBT动态测试什么设备比较专业可靠？

      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、ABB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，若再配合高温短路测试，则筛选能力大幅提高。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，那么同时损失的还有另外3块DBC，再加上底板、外壳、焊接、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。

      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。

      国内新能源汽车的迅猛发展，带动了对IGBT、SiC等车规级功率器件的大量需求，同时对功率器件的可靠性要求亦提高了一个台阶。为满足汽车行驶中各种工况的严苛要求，以及车规级器件极低的失效率PPM要求，更多更严格的筛选手段被不断引入，同时也要兼顾总制造成本，以提高产品市场竞争力。高性能的DBC动态测试设备，在提高功率器件筛选标准的同时，大大降低了器件的制造成本，为国内功率器件的发展舔砖加瓦，并助力了新能源汽车的发展。

      深圳威宇佳智能控制有限公司，是一家专注于研发制造功率半导体测试设备的国家高新技术企业。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、MOSFET、SiC等功率器件开通、关断、短路、栅极电荷以及二极管反向恢复等各项动态参数；可测试单管、半桥、四单元、六单元、PIM等绝大多数封装的IGBT模块以及DBC、芯片及wafer；半自动化或全自动进出料；主流电压电流规格最大2000V/2000A，短路电流最高6000A，可按用户需求定制更高电压电流规格（最高5000V/10000A，短路20000A）；测试夹具采用独特的连接方式，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。