Użycie mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów półprzewodnikowych elementów mocy (urządzeń mocy)
W przeciwieństwie do typowych półprzewodników obsługujących dane, takich jak procesory i pamięć, półprzewodnikowe elementy mocy kontrolują energię elektryczną i są nazywane urządzeniami mocy. W tej sekcji przedstawiono przykłady wykorzystania mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiaru półprzewodnikowych elementów mocy (urządzeń mocy).
- Czym jest półprzewodnikowy element mocy?
- Funkcje półprzewodnikowych elementów mocy
- Typy półprzewodnikowych elementów mocy i ich charakterystyka
- Przykłady użycia mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów półprzewodnikowych elementów mocy (urządzeń mocy)
Czym jest półprzewodnikowy element mocy?
Pomimo braku jasnej definicji, półprzewodniki, które kontrolują dużą ilość napięcia i prądu oraz mają prąd znamionowy 1 A lub większy, są ogólnie nazywane półprzewodnikowymi elementami mocy.
Funkcje półprzewodnikowych elementów mocy
- Falownik:
- Zamienia prąd stały (DC) na prąd zmienny (AC).
- A: Falownik
- a: Prąd stały
- b: Prąd przemienny
- Konwerter:
- Zamienia prąd AC na prąd DC.
- A: Konwerter
- a: Prąd przemienny
- b: Prąd stały
- Konwersja częstotliwości:
- Zamienia częstotliwość prądu przemiennego.
- A: Konwersja częstotliwości
- a: Prąd przemienny
- Regulator:
- Zamienia napięcie prądu stałego.
- A: Regulator
- a: Prąd stały
Typy półprzewodnikowych elementów mocy i ich charakterystyka
Dioda mocy
Funkcja: Prostowanie prądu
Diody mocy przewodzą prąd w jednym kierunku bez przełączania.
Tranzystor mocy
Funkcja: Przełączanie i wzmacnianie
- Tyrystor
- Tyrystory były pierwszymi dostępnymi tranzystorami mocy i charakteryzują się wysokim napięciem wytrzymywanym.
- Tranzystor polowy MOS FET (Power Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)
- Tranzystory MOS FET charakteryzują się dużą szybkością i wysoką częstotliwością. Te tranzystory mocy są powszechnie stosowane w produktach o niskim zakresie napięcia wytrzymywanego do około 200 V. Typowymi produktami są urządzenia IT, w tym laptopy.
- Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką (IGBT)
- Tranzystory IGBT charakteryzują się wysokim napięciem wytrzymywanym, dużą prędkością i wysoką częstotliwością. Te tranzystory mocy są powszechnie stosowane w produktach o średnim do wysokiego zakresie napięcia wytrzymywanego w granicach od 200 V wzwyż. Typowe produkty obejmują pojazdy elektryczne, hybrydowe i wagony kolejowe.
Przykłady użycia mikroskopów cyfrowych do obserwacji i pomiarów półprzewodnikowych elementów mocy (urządzeń mocy)
Oto najnowsze przykłady użycia mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX firmy KEYENCE do przeprowadzania obserwacji i pomiarów półprzewodnikowych elementów mocy.
Obserwacja wadliwej części półprzewodnika mocy
Nieregularności powierzchni są wizualizowane w trybie efektu cienia optycznego, co pozwala na szybkie określenie, czy wadliwe obszary zostały spowodowane adhezją czy wgnieceniami.
Obserwacja materiału do wafli do produkcji płytek półprzewodnikowych mocy
Korzystanie z funkcji usuwania odbicia pierścieniowego eliminuje odblaski z powierzchni.
Obserwacja wypełniaczy w żywicy do formowania półprzewodników mocy
Zastosowanie funkcji HDR poprawia kontrast, umożliwiając dokładny pomiar profilu wypełniaczy.
