市场现状及应用领域
目前,国际电力电子市场以年均15%的速度增长,电力电子器件的主要供应商集中在美国、日本以及欧洲,如通用电器、东芝、英飞凌等。而且以硅基功率mosfet和igbt为代表的场控型器件占据国际市场的主导地位,其中igbt更是有高达30%的年均增长率。而sic和gan等新型材料电力电子器件,受到时间、技术成熟度和成本的制约,尚处于市场开拓初期。
我国的电力电子器件市场在全球市场中占据的份额逐年增长,年增长率接近20%,已成为全球最大的功率电力电子器件需求市场。电力电子器件在当今主要的应用领域包括电力系统、消费电子、计算机、网络通信、工业控制、汽车电子等。其中前三个领域为电力电子器件的重要应用领域,占据着最大的市场份额。
功率器件主要应用产品市场
(中国功率器件行业产销需求与投资战略规划分析报告,摘自前瞻产业研究院)
新材料应用
传统的电力电子器件一般都是以硅(si)半导体材料制成的。近年来,出现了很多以砷化镓(gaas)、碳化硅(sic)、磷化铟(inp)及锗化硅(sige)等性能优良的新型化合物半导体材料为基础制成的电力电子器件。
①砷化镓(gaas):继硅之后最成熟的半导体材料。具有很好的耐高温特性,有利于模块小型化,从而减小寄生电容提高开关频率。
②碳化硅(sic):目前发展最典型的宽禁带半导体之一,被人称为第三代半导体,可制作出性能更加优异的高温、高频、高功率、高速度、抗辐射器件。
③磷化铟(inp):继si与gaas后的新一代功能材料,具有高耐压、更高的热导率、高场下更高的电子迁移速度。可作为高速、高频微波器件的材料。
④锗化硅(sige):一种高频半导体材料,既有si工艺的集成度和成本优势,又有gaas和inp速度方面的优点。
⑤氮化镓(gan):第三代半导体材料,具有禁带宽度大、热导率高、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性,是现在世界上人们最感兴趣的半导体材料之一。
现代电力电子器件发展趋势
现代电力电子器件仍在往大功率、易驱动和高频化方向发展,模块化是向高功率密度发展的重要一步。当前电力电子器件的主要发展趋势如下:
①igbt(绝缘栅双极晶体管):n沟道增强型场控复合器件,兼具mosfet和双极性器件的优点。
②mct(mos控制晶闸管):新型mos与双极复合型器件,采用集成电路工艺,在普通晶闸管结构中制作大量mos器件,通过mos器件的通断来控制晶闸管的通断。
③igct(集成门极板换流晶闸管):用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。
④iegt(电子注入增强栅晶体管):耐压达4kv以上的igbt系列电力电子器件,通过采取增强注入的结构实现了低通态电压,使大容量电力电子器件取得飞跃性发展。
⑤ipem(集成电力电子模块):将电力电子装置的诸多器件集成在一起的模块,实现了电力电子技术的智能化和模块化。
⑥pebb(电力电子模块):在ipem基础上发展起来的可处理电能集成的器件或模块。
结合上述对半导体功率器件的讲解,根据鸿怡电子针对功率器件测试座socket制作经验,功率器件测试座包括:mosfet、igbt、gan hemt、智能功率开关、ldo、dc/dc转换器、二极管、晶闸管、栅极驱动ic、ac/dc转换器、继电器、ipm等,这些功率器件都是需要做对应的性能测试和老化测试的,其测试要求严格以及芯片封装形式多样(除主流的to/sot等封装以外)供大家参考,欢迎大家一起探讨:
1、dfn8x8大电流测试座
封装规格参数:dfn8封装,间距0.95mm,尺寸8*8mm
测试支持:过最高800v/30a功率多脉冲测试;测试环境温度-45~155℃;
产品特色:按照芯片实际功能需求设计,允许大电流高电压高频开关脉冲测试,同时兼顾了高压大电流的绝缘设计,保证测试过程中用户的安全。
适用途:dfn8x8 mosfet ic 功能测试主要应对高压大电流
2、smd4 16dut in 1 翻盖测试座
封装规格参数:smd4封装,间距4.6mm/2.8mm,尺寸5.9*3.9mm
测试支持:测试环境温度-45~155℃;相对湿度rh 85%,测试时长1000小时
产品特点:适用于手动快速大批量测试,单测试座同时测试16个芯片,单位dut测试成本下降,规模效应明显
适用途:常规smd功率芯片的正常测试,hast/htol等老化测试、可靠性测试,自动化设备匹配使用,手工测试亦可。
3、power-transistor 翻盖老化测试座
封装规格参数:hdsop16,间距1.2mm,尺寸9.9*15mm
测试支持:测试环境温度-45~155℃;相对湿度rh 85%,测试时长1000小时
产品特点:适用于手动快速大批量测试,顶部开窗便于安装外部的热敏探头以及散热组件,同时外围避空以及绝缘设计,保证测试芯片安全性。
适用途:特殊封装芯片采用定制,hast/htol等老化测试、可靠性测试,手工测试亦。
4、sot23-3翻盖老化测试座 small signal transistor老化座
封装规格参数:sot23封装,间距0.95mm,本体尺寸1.3~1.4mm,尺寸:2.8*3mm,外观标准:sc-59
老化测试支持:测试环境温度-45~155℃;相对湿度rh 85%,测试时长1000小时,单pin过流:1a
产品特点:适用于手动快速大批量测试,开模产品,成本优势大,交期也更快
适用途:ast/htol等老化测试、可靠性测试
5、so8翻盖功能测试座 power mosfet function test socket
封装规格参数:so8封装,间距1.27mm,本体尺寸3.9mm,尺寸:4.9*6mm
老化测试支持:测试环境温度-55~155℃;相对湿度rh 85%,测试时长1000小时,单pin过流:1a
产品特点:适用于功能性测试,s极 3pin/ d极 4pin/ g极 1pin,按照芯片的实际测试要求定制,符合整体测试环境以及测试要求;
适用途:ic功能性测试
6、 hemt dfn5*6高压大电流测试座
封装规格参数:dfn封装,5*6mm,0.65mm间距,主要pinmap:drain,source,gate
老化测试支持:测试环境温度-40~125℃,测试时长1000小时,过流一进一出800v/10a的功能性测试。
产品特点:适用于芯片基础性能调试与hemt老化测试
适用途:n通道hmet功率芯片老化测试,gan芯片老化测试,igbt芯片老化测试等功率器件芯片测试要求;
产品亮点:耐大电流,1个芯片单通道10a以上,800v高压的脉冲测试,探针过流能力强,探针过流内阻低;在功能老化测试的同时保证发热不会很大,同时测试座外壳铝合金结构,阳极氧化绝缘,兼顾了绝缘与散热。