裸晶圓研發表征：SiC/GaN、IGBT、功率MOS晶圓級靜態、動態參數測試，優先選用電動半自動探針臺；少量切片、單顆晶粒評估可選用手動探針臺。大批量晶圓篩選（CP測試）選擇全自動機型，支持自動Mapping。

 

分立封裝器件、KGD已知良好裸芯：無需大行程晶圓載臺，重點關注高壓絕緣、大電流回流與溫控適配。

 

區分測試類型

 

靜態測試（擊穿電壓、漏電流、導通電阻）重點解決高壓防電弧、低漏電；

 

動態開關測試、UIS、短路測試，額外要求低寄生電感、良好屏蔽。

 

二、電學指標匹配（功率器件核心選型依據）

 

耐壓等級

 

常規硅功率器件：≥1.2kV；SiC器件常需要3kV~10kV。高電壓場景優先三軸屏蔽結構，抑制漏電流，滿足pA級反向漏電測量；絕緣框架、載臺絕緣層必須滿足對應耐壓，控制爬電距離。

 

電流承載能力

 

區分直流持續電流與脈沖電流。大電流工況不能依靠單針，需支持多針并聯探針/功率探針卡；載臺表面加厚鍍金，降低晶圓背面接觸電阻，避免大電流發熱、數據漂移。

 

寄生參數控制

 

高速寬禁帶器件動態測試，要求探針臺、探針夾具、載臺引線寄生電感盡可能低；普通直流靜態測試對寄生指標要求相對寬松。

 

三、載物臺（Chuck）關鍵要求

 

尺寸兼容：確認適配4/6/8/12英寸晶圓，同時支持薄晶圓、翹曲晶圓真空吸附。

 

溫控功能

 

車規功率器件普遍需要高低溫測試。常用區間-55℃~300℃；部分高溫可靠性測試拓展至350~400℃。溫控載臺必須具備良好導電回流能力，同時冷熱循環下位置漂移小，防止探針對位偏移。

 

結構材質

 

臺面鍍金處理，保證低接觸電阻；底層高壓隔離設計，防止高壓竄入機身。

 

四、探針系統配置方案

 

研發單探針方案（獨立探針座）

 

靈活調整點位，適合器件結構研發；高壓選用圓弧頭高壓探針，減少電場集中打火；大電流采用多觸點大功率探針。

 

批量測試方案（功率探針卡）

 

多路通道隔離、均流設計，通道之間防串擾；適合標準化晶圓批量測試。

 

探針座夾具類型

 

常規DC選用同軸夾具；高精度微漏電流測試選用三軸屏蔽夾具。

 

五、防電弧、屏蔽與安全系統

 

高壓電弧抑制

 

高電壓常壓環境極易發生沿面擊穿。優先選配密閉腔體、干燥氮氣吹掃接口；超高電壓場景可選密閉微環境腔體。

 

電磁屏蔽

 

動態開關測試EMI干擾明顯，整機帶金屬屏蔽腔體，降低外界噪聲，同時防止測試信號外泄。

 

安全聯鎖

 

高壓模式下艙門開啟自動切斷輸出，配備安全防護罩，避免人員觸電風險。

 

六、運動定位系統選型

 

手動探針臺

 

預算低、樣品量少、高校基礎研發；適合少量切片調試，缺點重復性較差，不適合長時間連續測試。

 

半自動電動探針臺

 

行業主流，電動XYθ載臺、光學對位，定位重復性高，兼顧靈活性與效率，適合企業研發實驗室。

 

全自動探針臺

 

配備晶圓機械手、自動視覺識別，用于產線大批量CP測試，采購與維護成本高。

 

定位精度建議優于±1μm，高低溫機型重點關注溫度循環下熱漂移指標。

 

七、光學觀測系統

 

選用同軸照明三目顯微鏡，方便觀察微小焊盤；SiC器件焊盤尺寸偏小，需搭配高倍率物鏡與高清CCD；視野景深滿足扎針高度觀測，便于控制探針接觸力，防止壓傷焊盤。

 

八、環境擴展能力

 

是否需要真空腔體：普通常壓測試無需；特殊材料、避免表面氧化場景選配真空模塊。

 

震動隔離：功率測試搭配精密源表，對震動敏感，設備底座需要隔震結構。

 

接口兼容性：確認載臺信號引出方式可以匹配功率半導體參數分析儀、動態測試系統。

 

九、長期運行與運維考量

 

大功率持續測試會持續發熱，確認載臺冷卻系統能力；

 

配件通用性：高壓探針、密封件、鍍金載臺耗材易采購；

 

區分研發與量產：研發看重靈活可拓展；量產重點關注穩定性、連續運行能力。

 

十、精簡選型步驟

 

確定器件類型（Si/SiC/GaN）、樣品形態（整片晶圓/切片/封裝芯片）；

 

列出最高耐壓、最大電流、是否需要高低溫、靜態還是動態測試；

 

根據樣品數量選擇手動/半自動/全自動機型；

 

核對載臺尺寸、溫控區間、絕緣耐壓規格；

 

確定采用獨立探針座還是功率探針卡，選配三軸屏蔽、氮氣防電弧腔體；

 

確認光學系統、安全聯鎖、測試儀表接口匹配，結合預算最終定型。