In tegenstelling tot de gebruikelijke halfgeleiders waarmee gegevens worden verwerkt, zoals CPU's en geheugen, regelen vermogenshalfgeleiders elektrische stroom en worden ook wel "power devices" genoemd. In dit gedeelte staan voorbeelden van de manier waarop met digitale microscopen vermogenshalfgeleiders kunnen worden waargenomen en gemeten.

Waarnemen en meten van vermogenshalfgeleiders (elektrische apparaten) met digitale microscopen

Wat is een vermogenshalfgeleider?

Hoewel dit type halfgeleider niet duidelijk is gedefinieerd, worden halfgeleiders waarmee een grote hoeveelheid spanning en stroom wordt geregeld en die een nominale stroom van 1 A of meer hebben, over het algemeen vermogenshalfgeleiders genoemd.

Functies van vermogenshalfgeleiders?

Inverter:
Zet gelijkstroom (DC) om in wisselstroom (AC).
  • A: Inverter
  • a: Gelijkstroom
  • b: Wisselstroom
Omzetter:
Zet AC om in DC.
  • A: Omzetter
  • a: Wisselstroom
  • b: Gelijkstroom
Frequentieomzetting:
Zet de AC-frequentie om.
  • A: Frequentieomzetting
  • a: Wisselstroom
Regulator:
Zet de DC-spanning om.
  • A: Regulator
  • a: Gelijkstroom

Typen vermogenshalfgeleiders en de eigenschappen ervan

Voedingsdiode

Functie: rectificatie
Voedingsdiodes geleiden zonder te schakelen stroom in één richting.

Transistor

Functie: schakelen en versterken

Thyristor
Thyristors waren de eerste transistors die beschikbaar waren en worden gekenmerkt door een hoge weerstandsspanning.
Vermogens-MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)
Vermogens-MOSFETs zijn zeer snel en hebben een hoge frequentie. Deze transistors worden vaak gebruikt voor producten met een laag weerstandsspanningsbereik tot ongeveer 200 V. Voorbeelden van dergelijke producten zijn IT-apparaten, waaronder laptops.
Insulated-gate bipolar transistor (IGBT)
IGBT's worden gekenmerkt door een hoge weerstandsspanning, hoge snelheid en hoge frequentie. Deze transistors worden vaak gebruikt voor producten met een gemiddelde tot hoge weerstandsspanningsbereik van 200 V of meer. Voorbeelden van dergelijke producten zijn elektrische voertuigen, hybride voertuigen en treinwagons.

Voorbeelden van het waarnemen en meten van vermogenshalfgeleiders (elektrische apparaten) met digitale microscopen

Dit zijn de nieuwste voorbeelden van het waarnemen en meten van vermogenshalfgeleiders met de 4K digitale microscoop van KEYENCE uit de VHX-reeks.

3D-meting van deuken in een sonde op een vermogenshalfgeleider
1000x, coaxiale verlichting
3D-meting van een deuk in een sonde op een IGBT
1000x, coaxiale verlichting

Waarneming van een defect onderdeel op een vermogenshalfgeleider

Onregelmatigheden in het oppervlak kunnen in de Optical Shadow Effect-mode zichtbaar worden gemaakt, waardoor snel kan worden vastgesteld of defecten zijn veroorzaakt door hechting of deuken.

200x, coaxiale verlichting
Beeld van kleurenkaart in de Optical Shadow Effect-modus

Waarneming van een materiaal voor vermogenshalfgeleiderwafers

De functie voor het verwijderen van ringreflecties verwijdert de schittering van oppervlakken.

100×, ringverlichting, normaal beeld
Beeld na verwijderen van ringreflectie

Waarneming van vulmateriaal in de giethars van een vermogenshalfgeleider

De HDR-functie verbetert het contrast, waardoor nauwkeurige profielmetingen van vulmateriaal mogelijk zijn.

1000x, coaxiale verlichting + HDR
Beeld van automatische gebiedsmeting