半導體以CPU及記憶體為代表,功率半導體卻不是處理資料,而是控制電力,稱為功率元件。在此介紹使用數位顯微鏡觀察、量測功率半導體(功率元件)的案例。

使用數位顯微鏡觀察、量測功率半導體(功率元件)

何謂功率半導體

功率半導體的定義不明確,通常是指控制大電壓、電流,且額定電流在1 A以上的半導體。

功率半導體的作用

變頻器:
將直流轉換成交流。
  • A:變頻器
  • a:直流
  • b:交流
轉換器:
將交流轉換成直流。
  • A:轉換器
  • a:交流
  • b:直流
頻率轉換:
轉換交流的頻率。
  • A:頻率轉換
  • a:交流
調節器:
轉換直流的電壓。
  • A:調節器
  • a:直流

功率半導體的種類及特徵

功率二極體

作用:整流
不進行交換,只向單一方向導電。

功率晶體管

作用:交換及放大

閘流管
特徵在於最早實用化且高耐壓。
功率MOS FET(金屬氧化物半導體場效應晶體管)
特徵在於高速、高頻。在低於200 V左右的低耐壓領域通常使用功率MOS FET。筆記型電腦/IT設備為代表。
IGBT(絕緣閘雙極晶體管)
特徵在於高耐壓且高速、高頻。IGBT常用於200 V以上的中、高耐壓領域。EV/混合動力車/鐵路車輛為代表。

使用數位顯微鏡觀察、量測功率半導體(功率元件)的案例

以下介紹使用KEYENCE的4K數位顯微鏡「VHX系列」觀察、量測功率半導體的最新案例。

功率半導體探針痕的3D量測
1000× 同軸落射照明
IGBT探針痕的3D量測
1000× 同軸落射照明

功率半導體不良部位的觀察

使用Optical Shadow Effect Mode將凹凸可視化,可瞬間判斷不良部位是附著還是凹陷。

200× 同軸落射照明
Optical Shadow Effect Mode(色圖)影像

功率半導體晶圓原料的觀察

使用去除環狀功能,可去除表面光暈。

100× 環狀照明 一般影像
去除環狀影像

功率半導體的封膠樹脂內填料(填充劑)觀察

使用HDR功能,可提升對比,正確量測填料的形狀。

1000× 同軸落射照明+HDR
自動面積量測影像