普科PK-CWT mini/30罗氏线圈在功率半导体产线模块测试中的应用

在功率半导体产业高速发展的当下，IGBT 功率模块、智能功率模块（IPM）作为新能源、工业变频、电力电子装备的核心器件，其内部电流分布均匀性、多桥臂均流效果及长期工作可靠性，直接决定了器件乃至整台设备的性能、寿命与安全。功率半导体产线的出厂测试与可靠性验证环节，对测试设备的带宽、精度、空间适配性及抗干扰能力提出了严苛要求。普科科技 PK-CWT mini/30 柔性电流探头凭借12kA 峰值测量能力、0.1Hz-20MHz 超宽频带、40kA/μs 高 di/dt 耐受、100/200mm 小线圈柔性设计等核心优势，成为功率模块、IPM 产线测试中，实现内部电流分布、均流特性及可靠性验证的理想测试工具，已成功应用于国内多家功率半导体头部企业的量产测试产线。

一、应用背景：功率模块产线测试的核心痛点

功率模块与 IPM 内部采用多芯片、多桥臂并联设计，产线测试中需解决三大核心问题：一是模块内部狭小空间内，无法采用传统刚性电流检测设备实现非侵入式精准测量；二是开关过程中高频瞬态电流与稳态工作电流叠加，普通设备难以兼顾宽频段信号捕捉；三是可靠性验证中，反复功率循环下的电流漂移、均流失衡需高精度数据支撑，且测试过程需适配产线标准化、高效率要求。

普科 PK-CWT mini/30 柔性电流探头针对以上痛点设计，其柔性开环罗氏线圈结构可轻松绕制于模块内部引脚、汇流排等狭小位置，1mV/A 的高灵敏度与 2% 的典型测量精度，能精准捕捉微安级电流变化与千安级大电流信号，配合 - 20℃-100℃的线圈工作温度范围，完美适配产线高低温测试环境，成为产线标准化测试的核心检测器件。

二、核心应用场景：模块内部电流分布、均流与可靠性全维度验证

（一）模块内部电流分布测试：精准定位电流偏置隐患

功率模块内部汇流排布局、芯片焊接工艺偏差，易导致电流在各并联芯片、桥臂间分布不均，局部电流过大将直接引发器件过热、老化加速。在产线测试中，利用 PK-CWT mini/30 的200mm 柔性线圈（可定制更小周长），无需拆解模块，直接绕制于模块内部各芯片引脚、桥臂输出端及汇流排关键节点，配合示波器实现多通道同步测量。

测试过程中，探头 0.1Hz-20MHz 的宽频带特性，可同时捕捉模块稳态工作下的直流电流分布与开关过程中的高频瞬态电流分布，清晰呈现各节点电流幅值、相位差异。针对某款 600V/200A IPM 模块的测试中，通过 PK-CWT mini/30 检测发现，其内部一相桥臂下两颗并联芯片的电流差值达 15%，定位为芯片焊接虚焊导致的电流偏置，及时完成产线工艺调整，避免了不良品出厂。

（二）多桥臂均流特性测试：保障模块并联工作稳定性

对于多桥臂并联设计的大功率模块与 IPM，均流特性是核心测试指标，均流失衡将导致单桥臂过载损坏。普科 PK-CWT mini/30 在均流测试中，采用多探头同步采集方案，将多个探头分别对应模块各桥臂输出端，利用其 8mVp-p 的低噪声特性，有效避免测量干扰导致的均流数据误差，配合示波器的波形对比与数据统计功能，直接计算出各桥臂的电流不均衡度。

在某 IGBT 功率模块产线的标准化测试中，PK-CWT mini/30 探头配合产线测试工装，对模块三相桥臂进行均流测试，可在 5s 内完成单台模块的均流数据采集与判定，不均衡度测量精度达 ±1%，远高于产线 ±5% 的判定标准，且测试过程全程非侵入式，无接触、无损耗，不损伤模块引脚，完美适配产线高效率量产需求。同时，探头 10kVpk 的线圈耐压能力，可直接应用于模块高压带电测试，无需额外做绝缘处理，进一步提升测试效率。

（三）功率循环可靠性验证：捕捉长期工作的电流漂移规律

功率循环测试是功率半导体器件可靠性验证的核心项目，通过模拟模块反复开关机、负载突变的工作场景，验证其长期工作下的性能稳定性。在产线加速老化测试中，PK-CWT mini/30 探头可实现数小时连续电流监测，其 0.8%/ms 的低衰减特性，保证了长时间测量的数据稳定性，精准捕捉功率循环过程中，模块内部电流的微小漂移、均流特性的变化规律。

在某款车用 IGBT 模块的可靠性测试中，利用 PK-CWT mini/30 对模块进行 1000 次功率循环测试，实时监测各并联芯片的电流变化，发现经过 500 次循环后，某芯片电流开始出现 0.5%/ 次的漂移，最终定位为模块封装导热胶老化导致的芯片温升不均，为模块结构优化提供了精准的测试数据。同时，探头支持电池与外部电源双供电模式，4 节 5 号电池可实现 8 小时连续工作，完全满足产线长时间可靠性测试的供电需求。

三、产线测试实操方案：标准化、高适配的测试流程

普科 PK-CWT mini/30 在功率半导体产线的测试中，可无缝适配产线标准化工装，形成简单、高效的测试流程，具体操作如下：

1.设备连接与参数设置：将探头 BNC 输出端与产线测试示波器相连，示波器输入阻抗设为 1MΩ，依据探头 1mV/A 的灵敏度，将示波器衰减比例设为 1000X，完成探头与测试系统的校准；

2.探头安装：根据模块测试点位（引脚、汇流排、桥臂），选择 100mm 或 200mm 周长的柔性线圈，绕制于被测点位，确保导线穿过线圈正中间，避免感应环交界处的阴影区域，保证测量精度；

3.测试与数据采集：启动产线测试工装，为模块施加额定工作电压与负载，通过示波器同步采集多通道电流波形，记录电流分布、均流不均衡度等核心数据；

4.可靠性验证：启动功率循环测试程序，探头全程连续监测，捕捉不同循环次数下的电流变化数据，完成模块可靠性判定；

5.测试收尾：先关闭被测模块供电，再取下探头，避免电流冲击损坏设备，完成单台模块测试，进入下一台量产测试流程。

整个测试过程无需复杂调试，单台模块的电流分布与均流测试可在 1 分钟内完成，完全适配产线量产效率要求，且测试数据可直接与产线 MES 系统对接，实现数据自动化记录与追溯。

四、应用价值：从产线品控到工艺优化的全维度赋能

（一）提升产线品控精度，降低不良品率

PK-CWT mini/30 探头的高精度、宽频带特性，让产线可实现对功率模块、IPM 内部电流特性的全维度精准检测，及时发现芯片焊接、汇流排设计、封装工艺等环节的隐性缺陷，将模块出厂不良品率降低 90% 以上，大幅提升产品品质。

（二）适配产线量产需求，提升测试效率

探头的柔性非侵入式设计、双供电模式及与产线工装的无缝适配，让测试过程无需拆解模块、无需复杂调试，实现了标准化、自动化、高效率的量产测试，单条产线的测试效率提升 60% 以上，大幅降低产线人工与时间成本。

（三）为工艺优化提供数据支撑，助力产品迭代

探头在可靠性测试中捕捉的电流漂移、均流变化等精准数据，可为功率模块的芯片选型、汇流排布局、封装工艺优化提供量化的实验依据，帮助企业快速定位产品设计与生产工艺中的问题，加速高可靠性、高功率密度功率半导体器件的研发与迭代。

五、产品核心优势：适配功率半导体产线测试的专属特性

普科 PK-CWT mini/30 柔性电流探头之所以能成为功率半导体产线测试的核心工具，源于其针对电力电子测试场景的专属设计：

1.宽频带 + 高 di/dt：0.1Hz-20MHz 带宽可兼顾稳态与瞬态电流测量，40kA/μs 的 di/dt 耐受能力完美捕捉功率模块开关过程中的高频瞬态电流；

2.柔性小线圈设计：100/200mm 周长的柔性线圈，可轻松绕制于模块内部狭小空间，实现非侵入式测量，不损伤被测器件；

3.高精度 + 低噪声：2% 的典型测量精度与 8mVp-p 的低噪声，保证了微小电流变化与均流特性的精准检测；

4.高环境适应性：线圈 - 20℃-100℃的工作温度范围，适配产线高低温测试环境，10kVpk 的线圈耐压能力可直接应用于高压带电测试；

5.双供电 + 长续航：电池与外部电源双供电模式，8 小时电池连续工作时长，满足产线长时间连续测试需求。

六、总结

功率半导体产业的发展，对产线测试设备的专业性、精准性与适配性提出了更高要求。普科 PK-CWT mini/30 柔性电流探头凭借其贴合功率模块、IPM 产线测试需求的核心性能，成功解决了狭小空间测量、宽频段信号捕捉、高效率量产测试等行业痛点，不仅成为产线中模块内部电流分布、均流特性与可靠性验证的核心检测工具，更从品控检测、效率提升、工艺优化三个维度，为功率半导体企业的量产与产品迭代提供了坚实的测试支撑。

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