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용 도 설 명 서
1. 품 명
영 문
High Temperature and Humidity Reliability System equipped with Power Devices’ Dynamic Switching
국 문
전력반도체의 다이나믹 스위칭이 탑재된 고온, 고습 신뢰도 평가 시스템
□ 용도설명 : 한국에너지공과대학교 내에서 활용되는 전력 반도체 특성 신뢰성 측정 시스템은 전력 반도체 소자의 특성과 신뢰성을 정밀하게 평가하기 위한 첨단 장비입니다. 본 장비는 SiC 및 IGBT 등 전력반도체 디바이스의 신뢰성 평가를 위해 고전압/고습/고온/전기·열 스트레스 시험을 수행하며, 자동화 기반 데이터 로깅 및 분석 환경을 제공합니다. 이를 통해 제품 개발, 품질 보증, 그리고 연구 분야에서 필수적인 역할을 수행합니다.
□ 규격(성능 및 사양) :
1. 전력반도체 동적 게이트 스트레스 평가 유닛 (2세트)
■ 측정 및 스트레스 범위
ྠ Ā 게이트 스트레스 전압 범위: ±40 V
ྠ Ā 게이트 전류 범위: ±10 mA
ྠ Ā 게이트 전압 해상도: 20 mV
ྠ Ā 게이트 전류 해상도: 500 nA
ྠ Ā 드레인 전압: 0 ~ 1500 VDC
ྠ Ā 드레인 전류 범위: 최대 0.30 A
ྠ Ā 누설전류 측정 범위
ྠ Ā ྠ Ā Range 1: 500 µA(해상도 2 nA 미만, 정확도 ±1.25 µA)
ྠ Ā ྠ Ā Range 2: 25 µA(해상도 100 pA 미만, 정확도 ±62.5 nA)
ྠ Ā DUT 단일 채널 고속 차단 기능
ྠ Ā ྠ Ā Stress 구간: 100 mA ±20%
ྠ Ā ྠ Ā Readout 구간: 650 µA ±20%
■ 시스템 구성
ྠ Ā 측정 캐비닛(38U), IPC, 확장형 신호 컨디셔닝 기반 측정 모듈
ྠ Ā 고전압 PSU 및 안전회로(PLe)
ྠ Ā 실시간 데이터 저장(TDMS)
2. 고온 고습 역바이어스 신뢰도 평가 유닛 (1세트)
■ 시험 조건
ྠ Ā Reverse Bias: 0 ~ 1500 V
ྠ Ā 측정 샘플링: 1 Hz
ྠ Ā 온습도 환경: +85°C / 85%RH
ྠ Ā 목표 시험: HTRB, H3TRB, Dynamic H3TRB
■ 측정 정밀도
Range 1: 500 µA(해상도 < 2 nA, 정확도 < ±1.5 µA)
Range 2: 25 µA(해상도 < 100 pA, 정확도 < ±70 nA)
ྠ Ā 채널 절연: 2 kV (채널 간 및 PE 간)
■ 구성
ྠ Ā 측정 캐비닛(38U), IPC, 확장형 신호 컨디셔닝 기반 측정 모듈
ྠ Ā 고전압 PSU 및 안전회로(PLe)
ྠ Ā 실시간 데이터 저장(TDMS)
ྠ Ā Climate Chamber
ྠ Ā ྠ Ā 내부: 1000×1100×1000 mm
ྠ Ā ྠ Ā 온도: -70°C ~ 180°C
ྠ Ā ྠ Ā 습도: 10 ~ 98 %RH ࢜ Ā
3. 고전압 역바이어스 신뢰도 평가 유닛 (2세트)
■ DRB 시험 범위
ྠ Ā Reverse Bias Stress: 0 ~ 1500 V
ྠ Ā 측정 채널: 240 DUT 독립 측정
ྠ Ā 누설전류 측정 범위 및 정밀도:
ྠ Ā Range 1: 500 µA(해상도 < 2 nA)
ྠ Ā Range 2: 25 µA(해상도 < 100 pA)
■ 구성
ྠ Ā 측정 캐비닛(38U), IPC, 확장형 신호 컨디셔닝 기반 측정 모듈
ྠ Ā 고전압 PSU 및 안전회로(PLe)
ྠ Ā 실시간 데이터 저장(TDMS)
ྠ Ā DRB Test Cage 포함(상온 DRB 수행 시)
ྠ Ā Forced Air Cooling
4. 파워 사이클링 수명 평가 유닛 (2세트)
■ 주요 사양
ྠ Ā DUT 수: 80개 완전 모니터링
ྠ Ā Load Current: 0 A ~ 50 A
ྠ Ā Measurement Current: -50 mA ~ +50 mA
ྠ Ā Junction Temperature(Tvj) 측정
ྠ Ā Rth(j-c), Vload, Iload 실시간 모니터링
소자 장착 구조: 최대 80개 이상의 소자(DUT)를 독립 또는 그룹별로 장착 및 모니터링이 가 능한 수납형(Drawer 등) 구조 체계
Series Stress 방식(모든 DUT 동일 Stress)
■ 구성
ྠ Ā 측정 캐비닛(38U), IPC, 확장형 신호 컨디셔닝 기반 측정 모듈
ྠ Ā 고전압 PSU 및 안전회로(PLe)
ྠ Ā 실시간 데이터 저장(TDMS)
ྠ Ā
4. 공통사항
■ DIN EN 55011-05 및 KS C 9811:2019에 기준에 충족.
■ 국립전파연구원에서 전파법 제58조의2제4항에 따른 적합확인.
■ 응용 분야: 전력 반도체 특성 분석, 신뢰성 평가 및 품질 관리.
■ LabVIEW or TestStand 기반 제어프로그램을 통해서 측정 항목들에 대한 설정이 통합적으로 제어되어야 한다.
■ 납품되는 모든 장비의 총 워런티 기간은 3년입니다. (악세서리 제외)
■ 워런티 기간 내 발생한 고장은 무상 수리를 제공합니다.
■ 사용자 과실로 인한 고장은 유상 수리로 진행됩니다.
□ 기타 참고사항(기대효과 등) :
■ 전력 반도체 신뢰성 향상을 통한 제품 품질 강화
시험을 통해 전력 MOSFET, SiC, IGBT 등의 소자별 약점(게이트 산화막 열화, 표면 절연 저하 등)을 조기에 식별하고 보완 가능
누설 전류, 절연 파괴, 트래킹 현상 등 실제 필드 고장 메커니즘에 기반한 평가 수행으로 제품 초기 고장률(Early Failure Rate) 저감
장기 동작 환경을 시뮬레이션하는 환경 스트레스 시험으로 양산 전 단계에서 품질 안정성 검증 체계화
■ 테스트 시간 단축으로 개발 비용 절감
자동화 제어 환경(LabVIEW, TestStand 기반)과 TDMS 데이터 저장 연동을 통해 수동 제어 및 로깅에 필요한 인력과 시간 절감
DUT별 개별 데이터 수집 및 이벤트 기반 트리거 기능으로 불량 조기 감지 및 시험 시간 최적화
■ 시장 경쟁력 확보를 위한 데이터 기반 의사결정 지원
누설 전류 추이, 게이트 전압 변동, 절연 파괴 시점 등 정량적 신뢰성 지표 확보 → 설계 마진 확보 및 고객사 대응력 향상
신뢰성 분석 결과를 기반으로 공정 조건 최적화, 패키징 재료 선택, 보호 구조 설계 등 R&D 방향 결정에 실질적 데이터 제공
AEC-Q101, JESD22 등 글로벌 신뢰성 인증 요구에 대응 가능한 시험 프로파일 구성 및 시험 조건 매핑 자료 확보 가능
양산 이전의 신뢰성 리스크 제거를 통해 제품 경쟁력 및 시장 출시 속도 향상
漠杳 2026 년 1 월 15 일
부서장(연구책임자) : 강혜민 (인)
氠瑢
상 세 규 격 서
⃞ 장비명 : 전력반도체의 다이나믹 스위칭이 탑재된 고온, 고습 신뢰도 평가 시스템
구 분
상 세 명 세
수 량
비 고
① 장비 규격
Ⅰ. 용 도(End-user's Use)
- 한국에너지공과대학교 내에서 전력 반도체 특성 신뢰성 측정 및 전력 반도체 소자의 특성과 신뢰성을 정밀하게 평가를 통한 연구 개발
Ⅱ. 장비 구성 (Configurations of Goods)
1) 전력반도체 동적 게이트 스트레스 평가 유닛 (2세트)
(시험 대상 소자(DUT) 장착용 범용 지그(Fixture) 및 고온/고전압 대응 케이블 어셈블리 일체 포함)
ྠ Ā 240 DUT 게이트 스트레스 시험기
ྠ Ā PXI + SLSC 기반 측정 시스템
ྠ Ā HV PSU, PDU, IPC 포함
ྠ Ā Adapter 및 케이블 일체
2) 고온 고습 역바이어스 신뢰도 평가 유닛 (1세트)
(챔버 내부 연계용 고온고습 절연 배선 및 채널 확장용 인터페이스 보드 일체 포함)
ྠ Ā 고온·고습 역바이어스 시험기
ྠ Ā Climate Chamber(고온, 고습 챔버 (동등 이상 규격) 포함
ྠ Ā Stimuli Unit(Self/External)
ྠ Ā 고전압 SLSC, PSU 포함
3) 고전압 역바이어스 신뢰도 평가 유닛 (2세트)
(상온/챔버 겸용 DRB 테스트 케이지 및 안전 인터록 케이블 일체 포함)
ྠ Ā 상온/챔버 기반 고전압 Reverse Bias 시험기
ྠ Ā DRB Test Cage 포함
ྠ Ā 고전압 SLSC, PSU, Adapter 구성
4) 파워 사이클링 수명 평가 유닛 (2세트)
(대전류 인가 및 소자 정밀 열 저항(Rth) 측정을 위한 전용 테스트 지그 키트, 고온 대응 연결 배선 및 쿨링 라인 접속 부속품 일체 포함)
ྠ Ā 0~50A 열 사이클 스트레스 기반 IOL 시험
ྠ Ā 10 Drawers, 80 DUT
ྠ Ā Forced Air Cooling
ྠ Ā Test Unit + PSU + IPC 구성
Ⅲ. 장비 성능 및 규격 (Performance and Specification)
1) 전원 분배 장치(PDU)
ྠ Ā 3상 230/400V, 50Hz, 32A
ྠ Ā 누전차단기 30mA
ྠ Ā 비상정지(Emergency Stop)
ྠ Ā 내부 PSU 포함
2) 유틸리티 연결 패널
ྠ Ā PDU–IPC–Ethernet 인터페이스 제공
3) 산업용 컴퓨터(IPC)
ྠ Ā Intel i7 / 32GB RAM / 1TB SSD
ྠ Ā Windows 11 IoT
ྠ Ā USB/HDMI/Ethernet
ྠ Ā UPS 연동
4) 안전 장치
ྠ Ā PL e 등급 Safety SPS
ྠ Ā 도어 인터락
ྠ Ā HV Protection
5) 고전압 SLSC 섀시
ྠ Ā DUT Current Measurement Board ʨ Ā
ྠ Ā ྠ Ā 해상도 2 nA / 100 pA ۰ Ā
ྠ Ā Gate Driver Board
ྠ Ā ྠ Ā ±40 V, ±200 mV accuracy
ྠ Ā HV MUX Board
6) 고전압 PSU
ྠ Ā 15~1500 VDC
ྠ Ā 0~0.3 A
ྠ Ā Ethernet Interface
7) 시험 챔버 (H3TRB 전용)
ྠ Ā –70°C~180°C / 10~98%RH
ྠ Ā 1000×1100×1000 mm
8) IOL Drawer
ྠ Ā 10 Drawers
ྠ Ā 0~50A
ྠ Ā –50~+50mA 측정
1
② 설치조건 및 장소
인도 조건: 현장설치도
설치 조건: 설치장소 내 지정 장소에 하차, 설치, 시운전 및 사용자 교육 최소 3회 이상
설치 장소: 전남 나주시 켄텍길 21 한국에너지공과대학교 연구1동 차세대그리드센터
③ 보증기간
납품기한 등
납품기한: 계약일로부터 120일 이내, 보증기간: 3년
구매 요구시
① 본인은 상기 물품구입과 관련, 상세규격서를 작성함에 있어 정확한 제품사양 및 설치조건, 필요사항 등을 모두 기재하였음(특수 연구목적 및 기존 장비 및 물품과의 호환 등 특수조건이 필요한 경우 별지의 물품구매 특수조건을 작성하여 제출함)
② 漠杳 낙찰 후 상기 상세규격 이외의 추가사항 및 증빙을 요청할 수 없음을 확인함
2026 년 01 월 15 일
부서장(연구책임자) : 강혜민 (인)
물품 계약시
① 낙찰업체의 물품규격과 본인이 요구한 규격의 충족여부 검토 결과, 이상이 없음을 확인함
년 월 일
부서장(연구책임자) : (인)