Comment les relais Reed permettent des tests fiables de courant à impulsions élevées dans les systèmes ATE

S’il y a des domaines précis pour lesquels tu as besoin d’aide, n’hésite pas à passer directement à l’une des sections suivantes :

• Introduction
• Pourquoi les essais de courant impulsionnel élevé sont importants en ATE
• Les avantages des relais reed
• Avantages clés pour les concepteurs d’ATE
• Applications dans les essais de semi-conducteurs
• Séries SHV et MRE : conçues pour les essais haute puissance
• Bonnes pratiques pour les impulsions de fort courant
• Pourquoi choisir des relais reed plutôt que des alternatives ?
• Au-delà de la commutation de fort courant : le portefeuille complet de relais reed
• Pourquoi choisir les relais reed Standex Detect ?

Introduction

Les équipements de test automatisés (ATE, Automated Test Equipment) jouent un rôle essentiel dans la validation des semi-conducteurs de puissance haute performance d’aujourd’hui, notamment les IGBT, les MOSFET SiC et les modules de puissance intelligents (IPM). Ces composants doivent supporter des contraintes exigeantes telles que des courants impulsionnels élevés, des tensions élevées et des commutations rapides. Pour assurer correctement le collage puce-substrat, l’intégrité structurelle sous contrainte électrique et des performances fiables sur le terrain, les systèmes de test doivent délivrer des impulsions de fort courant précises, sans distorsion.

Obtenir une commutation fiable de fort courant au sein des plateformes ATE est un défi d’ingénierie majeur. Les concepteurs de test ont besoin de composants capables de transporter des impulsions de 3 à 25 A, de supporter jusqu’à 7000 VDC et de fonctionner pendant des centaines de millions de cycles. Les relais reed répondent à ces exigences grâce à une combinaison unique de commutation propre, de temps de réponse rapide, de fort isolement et d’une endurance mécanique inégalée, ce qui en fait un choix privilégié dans les environnements de test des semi-conducteurs de puissance.

Cet article met en avant des relais reed compacts de la classe 1 pouce (moins de 30 mm), idéaux pour les systèmes ATE à forte densité de canaux. Pour les applications nécessitant une tension ou un courant plus élevés dans des boîtiers plus grands, notre équipe commerciale peut t’accompagner avec d’autres options haute performance.

Découvre la liste complète
des tests
et certifications de Standex :

• AEC-Q200
• IEC 60810-4
• IEC 60601-1
• IEC 62109-1/2
• IEC 60664-1
• ISO 6469-3
• IEC 60255-27
• Homologué UL
• RohS, REACH

Pourquoi les essais de courant impulsionnel élevé sont importants en ATE

Les impulsions de fort courant sont essentielles pour évaluer si un composant semi-conducteur de puissance est suffisamment robuste pour son application cible. Ces impulsions permettent de valider :

• Le bon collage des puces aux substrats
• L’intégrité électrique et thermique sous contrainte
• La fiabilité dans les onduleurs de traction pour VE, les convertisseurs d’énergie renouvelable, les modules BESS et les variateurs industriels

Dans de nombreuses plateformes ATE, les testeurs doivent basculer de façon répétée entre des essais de charge statique, des essais d’impulsions dynamiques et des essais d’isolement haute tension. L’organe de commutation doit se comporter de manière constante dans tous ces scénarios. Avec l’augmentation des courants de test due à des densités de puissance plus élevées dans les composants SiC et IGBT modernes, les concepteurs ATE s’appuient sur des relais qui conservent la fidélité des impulsions, une faible élévation de température et des caractéristiques électriques stables.

Les relais reed fournissent des résultats constants dans ces environnements d’essais à fort courant et sont devenus une alternative reconnue aux relais à mercure à contacts mouillés (mercury-wetted) désormais arrêtés, en offrant une propreté d’impulsion similaire, avec une longue durée de vie et une meilleure sécurité environnementale.

Les avantages des relais reed

Les relais reed sont des éléments de commutation hermétiquement scellés, composés de contacts reed ferromagnétiques à l’intérieur d’une capsule en verre évacuée. Cette conception apporte plusieurs avantages intrinsèques :

Les relais reed de fort courant Standex Detect étendent ces avantages aux applications exigeant des performances de 3 à 25 A, en utilisant des commutateurs de fort courant individuels (capacité 13 A) ou six reed switches en parallèle (jusqu’à 25 A).

Cette combinaison de fort courant, de haute tension et de longue durée de vie rend les relais reed particulièrement adaptés aux systèmes ATE pour semi-conducteurs.

Avantages clés pour les concepteurs d’ATE

Les relais reed offrent un ensemble puissant d’avantages qui répondent aux défis fondamentaux de la commutation ATE à fort courant :

Relever les défis essentiels

Ensemble, ces avantages permettent aux concepteurs d’ATE de construire des systèmes de test plus rapides, plus fiables et plus précis.

Applications dans les essais de semi-conducteurs

Les relais reed prennent en charge un large éventail de fonctions ATE, notamment :

• Tests de production IGBT et MOSFET SiC
• Évaluation de modules IPM
• Tests statiques et dynamiques de composants de puissance
• Vérification de l’intégrité des impulsions et essais de capacité aux surtensions
• Évaluation du collage puce-substrat
• Fiabilité et screening sous contrainte pour les semi-conducteurs de puissance
• Matrices de commutation sur load board
• Montages de test haute puissance sur mesure

Ces relais sont utilisés par les principaux fabricants d’ATE dans le monde, à la fois sur des plateformes de test d’ingénierie et de production de masse, contribuant à garantir des mesures de performance précises et la fiabilité à long terme des composants.

Séries SHV et MRE : conçues pour les essais haute puissance

Les séries SHV et MRE de Standex sont conçues spécifiquement pour les exigences ATE en haute tension et fort courant. Leur reed switch hermétiquement scellé offre :

La faible résistance de contact du relais reed et sa construction scellée garantissent que les impulsions de fort courant traversent le commutateur sans distorsion, permettant une caractérisation précise du composant.

Le boîtier compact SIL permet aux concepteurs d’ATE de conserver une forte densité de canaux tout en garantissant un isolement élevé et un fonctionnement fiable sur le long terme.

Bonnes pratiques pour les impulsions de fort courant

Pour des performances optimales dans les environnements de test à fort courant :

1. Prévoir un bref temps de stabilisation
   • Attends au moins 5 ms après l’alimentation de la bobine avant d’appliquer l’impulsion de courant de crête. Cela garantit que les lamelles (reeds) sont complètement stabilisées.
2. Gérer correctement la chaleur
   • Assure-toi d’avoir un flux d’air approprié ou des chemins thermiques adaptés lorsque tu fonctionnes dans les plages de courant élevées.
3. Utiliser un support (socket) adapté ou un routage PCB approprié
   • Respecte les distances d’isolement dans l’air et de ligne de fuite adaptées aux applications haute tension.
4. Respecter les cycles de service des impulsions
   • Comme pour tout élément de commutation haute puissance, veille à ne pas dépasser les limites thermiques lors de séquences de test continues et rapides.

Suivre ces recommandations garantit que les relais reed offrent une durée de vie maximale et des performances d’impulsion optimales. La Figure 1 ci-dessous illustre l’avantage de performance des relais reed en test à fort courant. Elle représente une impulsion en onde carrée parfaite de 5 A se propageant sur la surface de contact d’un reed switch fermé. Remarque que l’impulsion reste non déformée lorsqu’elle traverse complètement le commutateur du relais reed, démontrant la capacité du relais à préserver l’intégrité du signal même dans des conditions exigeantes.

Pourquoi choisir des relais reed plutôt que des alternatives ?

Les ingénieurs qui évaluent des options de commutation pour des tests à fort courant comparent souvent :

Au-delà de la commutation de fort courant : le portefeuille complet de relais reed

Standex Detect propose une gamme complète de relais reed couvrant un large éventail d’exigences ATE :

• Série SHV – Commutation haute tension et intégrité d’impulsions propre
• Série KT – Compacte et fiable pour les matrices de commutation ATE à forte densité
• Série MRE – Endurance en haute tension et fort courant
• Série BH – Solutions de reed switch fort courant avec une excellente gestion thermique
• Solutions fort courant sur mesure – Jusqu’à 25 A avec des configurations de commutateurs en parallèle, adaptées aux tests IGBT, SiC et modules de puissance

Ce portefeuille garantit que les ingénieurs de test peuvent sélectionner le relais idéal selon leurs exigences spécifiques en courant, tension, isolement et durée de vie.

Pourquoi choisir les relais reed Standex Detect ?

Standex Detect combine des décennies d’expertise en ingénierie des reed switches avec une solide connaissance applicative des systèmes ATE haute puissance. Nos relais reed offrent :

• Une fiabilité inégalée pour les tests de semi-conducteurs à fort courant
• Une commutation d’impulsions propre et précise pour la vérification de l’intégrité des composants
• Une capacité haute tension et fort courant dans des boîtiers compacts
• Une construction hermétiquement scellée pour des performances constantes
• Des conceptions sur mesure pour des courants de test jusqu’à 25 A

Avec des performances validées auprès des principaux fabricants d’ATE dans le monde, les relais reed Standex Detect sont conçus pour répondre aux exigences croissantes des tests modernes de semi-conducteurs de puissance.

Prêt à optimiser ton système ATE ?

Standex Electronics Detect propose un portefeuille complet de relais reed pour le test et la mesure. Contacte-nous dès aujourd’hui pour discuter de ton application ou demander un devis.