기본 정보
| 부스 | R8020 |
| 국가 | TW |
| 웹사이트 | www.efd.com.tw |
회사 소개
LED, Logic IC, Diode, MOSFET 및 IGBT용 열저항 측정 장비와 서비스를 제공합니다. 또한 고전력 소자를 위한 파워 사이클링 테스트 서비스도 제공합니다.
전시 제품
실리콘 카바이드(SiC) 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET) 캐스코드(Cascode)는 와이드 밴드갭 반도체의 스위칭 특성과 Si MOSFET의 유연성 및 내구성을 함께 갖춘 하이브리드 소자로, 기존 시스템의 전력 소자를 직접 대체할 수 있으며 차세대 전력 변환기와 인버터 설계에도 사용할 수 있습니다. Simcenter T3Ster는 첨단 반도체 소자 패키지 열 특성 시험 장비로, 수분 내에 다양한 패키지의 열 특성 데이터를 제공합니다. 시스템은 사용하기 쉬운 소프트웨어와 하드웨어로 구성되며, T3Ster는 패키지된 반도체 소자와 기타 전자 장비의 과도 열 특성을 측정하는 데 사용됩니다. 여기에는 각종 LED 제품, IC 소자, Stacked-die와 System-in-package, SIP 및 기타 반도체 소자 등이 포함됩니다. 전력전자 기술은 지금까지 수십 년간 발전해 왔으며 에너지 변환 효율도 지속적으로 향상되어 왔습니다. 특히 Power MOSFET 및 Insulated Gated Bipolar Transistor; IGBT의 발전이 두드러지며, 그중 EV / HEV 차량용 분야의 성장 추세가 가장 뚜렷합니다. 고전력 모듈은 적용 환경이 가혹해 모듈 패키징의 신뢰성 문제가 매우 심각하며, 신뢰성에 영향을 주는 주요 원인 중 하나가 방열 문제입니다. 본 사례에서는 IGBT 모듈 방열에 적용되는 수랭판의 성능을 분석합니다. 실리콘 기판의 GaN 전력 소자는 질화갈륨(GaN)을 전류 통로로 사용하는 전력 소자(HEMT)입니다. 질화갈륨(GaN)과 실리콘 카바이드(SiC)는 모두 와이드 밴드갭(WBG) 재료이며, SiC와 비교하면 공정이 다를 뿐 아니라 이 소자 구조는 높은 전자 이동도 채널, 더 높은 절연 강도, 고주파 특성 및 내열성 등의 장점을 갖습니다. GaN HEMT는 주로 5G 기술, 3C 제품 고속 충전, 고주파 전력 증폭기, 고전력 밀도가 필요한 전원 시스템 등에 적용할 수 있습니다. 제삼세대 반도체 수요가 크게 증가함에 따라 와이드 밴드갭 소자의 생산능력도 빠르게 증가하고 있습니다. 학계 및 업계 선진 연구에 따르면 GaN 소자의 장점은 이미 SiC 소자를 넘어선 것으로 확인됩니다. 그러나 SiC 소자와 동일하게 직면한 문제는 소자 패키징이 여전히 Si 소자의 패키징 기술을 사용하고 있어 소자의 동작 온도 성능이 크게 제한된다는 점입니다. 또한 GaN HEMT에는 전류 붕괴 문제가 있으며, 이는 드레인 전압(VDS)이 인가된 상태에서 발생하는 저항 변화 현상으로 소자의 열 거동을 변화시킵니다. 따라서 T3Ster를 통해 GaN HEMT의 열 특성을 이해하는 것은 매우 중요합니다. MicReD Power Tester 시리즈 제품은 전력 소자에서 발생할 수 있는 고장 원인을 생산 라인 단계에서 자동으로 테스트하고 진단합니다. 최근 에너지 산업의 부상으로 소비자용 및 산업용 전력전자 시스템의 수요가 점차 증가하고 있으며, 항공, 전기차, 고속철도, 발전기 또는 재생에너지 산업 등이 이에 해당합니다. 관련 산업의 전력전자 소자 공급업체도 보다 견고하고 신뢰성이 높은 제품을 제공하기 위해 기존의 위탁 제조 생산 방식에서 전환하고 있습니다. MicReD Power Tester Series는 소자에 수만 회, 심지어 거의 백만 회의 전력 사이클(power cycle)을 가할 수 있으며, 소자 작동 중 발생하는 파손(failure-in-progress)의 원인을 실시간으로 기록하고 진단할 수 있습니다. Acbel Polytech은 Simcenter Flotherm 소프트웨어의 오랜 사용자로, 주로 전원공급장치 제품 개발에 열 시뮬레이션 도구를 활용합니다. 소프트웨어에 일부 MOSFET 모델 데이터베이스가 내장되어 있지만, T3Ster 측정을 통해 더 정확한 모델 매개변수를 얻고 이를 Simcenter Flotherm 소프트웨어에 반영하여 CFD 모델을 보정하고자 합니다. LED는 낮은 에너지 소비, 절전, 긴 수명 및 내구성 등의 장점이 있으며, 최근 몇 년간 소비자 조명 시장에서 기존 백열전구를 LED 전구로 교체하는 추세가 빠르게 확산되었습니다. 그러나 전력이 증가하면 LED에서 발생하는 폐열이 효과적으로 방출되지 않아 발광 효율이 크게 저하됩니다. 또한 접합부 온도가 지나치게 높으면 LED 발광 효율의 저하가 가속되므로, 방열 문제는 늘 LED 조명기구 설계의 중요한 과제였습니다. 이 글에서는 T3Ster 및 TeraLED를 이용해 LED의 광학 및 열 특성을 측정하는 방법을 설명합니다. LED 방열 시뮬레이션 분석은 주요 CFD 소프트웨어의 핵심 적용 분야 중 하나였습니다. 그러나 열원을 설정할 때 오차가 자주 발생합니다. LED마다 변환 효율이 다르고, 대부분의 CFD 소프트웨어는 예상 발열 와트 수만 설정할 수 있어 실제 발열 상황과 큰 차이가 나는 경우가 많습니다. FloEFD의 LED 모듈은 T3Ster 측정 데이터를 직접 읽어 LED 데이터베이스를 구축할 수 있으며, 시중의 모든 CFD 소프트웨어 가운데 이 기능을 갖춘 유일한 소프트웨어입니다. 전류값을 직접 입력하면 소프트웨어가 LED의 실제 발열량과 루멘 수를 계산할 수 있어 LED 설계에 큰 도움이 됩니다. 현재 Power MOSFET의 열저항 측정 수요는 점점 증가하는 추세입니다. 본 사례에서는 MOS-Diode 및 Rds_on 모드로 측정하며, 소자의 K Factor를 포함합니다. 적절한 전류를 입력해 온도 상승이 120°C 이상이 되도록 하고, 냉각 과정의 온도 변화를 기록한 다음 소프트웨어로 전체 열저항 성능을 분석합니다. 또한 서로 다른 인터페이스 재료를 변경하여 Rthjb를 분석하고, 동시에 소자를 Still Air Chamber에 넣어 Rthja를 측정합니다. 쇼트키 다이오드는 순방향 전압 강하가 낮고 고속 스위칭이 가능한 다이오드로, 쇼트키 장벽 특성을 이용해 만들어지는 전자 소자입니다. 구조적으로는 금속-반도체 접합을 쇼트키 장벽으로 이용해 정류 효과를 발생시키며, 일반 다이오드에서 반도체-반도체 접합으로 형성되는 P-N 접합과는 다릅니다. 스위칭 전원공급장치에는 쇼트키 다이오드가 자주 사용되는데, 고속 스위칭이 가능해 회로가 200kHz에서 2MHz의 주파수로 동작할 수 있기 때문입니다. 이에 따라 더 작은 인덕터와 커패시터를 사용할 수 있고 전원공급장치의 효율도 높일 수 있습니다. 본 사례는 T3Ster와 FloTHERM을 결합하여 FloTHERM으로 열유동 시뮬레이션을 수행하고, T3Ster로 열저항을 측정한 뒤, 마지막으로 FloTHERM-T3Ster Auto Calibration 모듈을 통해 CFD 모델을 자동 보정합니다.
역량 및 제품
- 반도체 소자 열저항 측정 장비 및 서비스
- 고출력 소자 파워 사이클링 시험