功率半导体器件静态测试系统,是一种用于测量功率半导体器件(如IGBT、MOSFET、BJT、SiC、GaN等)在直流稳态下固有参数的ATE测试平台。静态参数测试又称稳态或直流状态测试,指对器件施加电压或电流激励,待其达到稳定状态后进行测量。主要测试参数包括栅极开启电压(Vge(th))、栅极击穿电压、集电极-发射极(或源极-漏极)击穿电压(V(br)ces)、耐压及漏电流(Ices, Iges)、导通电阻(Rds(on))、饱和压降(Vcesat)、续流二极管压降(Vf)等直流参数,以及输入电容(Ciss)、输出电容(Coss)、反向传输电容(Crss)等寄生电容参数,并可进行I-V、C-V等特性曲线扫描。

• 该测试系统由测试机柜、测试夹具及上位机软件等构成。上位机拥有图形化操作界面,自研开关切换矩阵保证测试效率。
• 模块化结构设计预留升级扩展潜能。测试接口可外挂各类夹具和适配器,还能够通过专用接口连接各种Handler:如分选机、机械手、探针台等。测试时,系统根据预设程序自动控制开关矩阵切换测试电路与测量单元,对被测器件施加精确的电压或电流激励,并同步采集其响应数据,实现高精度、高效率的自动化测试。为适应不同功率器件的测试需求,系统采用模块化、可扩展设计,支持高电压(可达10kV)、大电流(可达6000A)、高精度(如nA级漏电流、μΩ级导通电阻测量)以及宽频电容测试等功能。

• 功率半导体,又称电力电子器件或功率电子器件,是电子产业链中最核心的一类器件之一。能够实现电能转换和电路控制,在电路中主要起着功率转换、功率放大、功率开关、线路保护、逆变(直流转交流)和整流(交流转直流)等作用,广泛应用于新能源发电、电动汽车、轨道交通、工业自动化等行业。
• 半导体器件测试是验证器件功能、性能及可靠性的核心环节,贯穿设计验证、生产制造至终端应用全流程。其通过系统性电参数测量、功能逻辑验证及环境应力评估,确保器件符合设计规范,为产业链提供质量判定依据。半导体器件测试按阶段分为晶圆级测试、封装后测试、可靠性测试,核心测试设备包括探针台、 ATE自动测试设备、分选机等。
• 功率半导体器件静态测试机的主要技术特点包括高电压与大电流输出能力、高精度测量、模块化与高可扩展性、高效率与自动化以及宽泛的器件支持范围。系统内置专用开关矩阵,可根据测试项目自动切换电路与测量单元,并提供丰富的测试模板,利用虚拟仪器技术相关功能进行测试,并将检测结果保存到本地盘,MES上传到客户指定数据库。测试项目和内容步骤保存到数据库里面,数据库包含单步测试功能模块,仪器测试指令,工号权限,增加和删除编辑项目可以在数据库操作界面完成。所有测试项目都由电脑直接控制完成,无需人工操作仪器。
| 测试类型 | 特性表征 |
| 击穿特性测试 | 漏-源击穿电压、集电极-发射极击穿电压 |
| 导通特性测试 | 导通电阻、导通电压降、集电极-发射极饱和电压、基级-发射极开启电压、饱和电流 |
| 阈值电压测试 | 栅极开启电压阈值、基极发射器开启电压阈值 |
| 电容特性测试 | 栅极开启电压阈值、基极发射器开启电压阈值 |
| 传递参数 | 正向传递导纳 |
| 泄露特性 | 漏源极泄露电流、栅极/基级正向额定电流、集电极-基级正向额定电流、集电极-发射极正向额定电流、二极管发射漏电流、二极管反向恢复电流斜率最大值 |