반도체 설계 자동화(EDA) 기술 전문기업 한국 멘토그래픽스(대표 양영인, www.mentorkr.com)는 전자 부품의 파워 사이클링 및 열 테스트를 통해 그 수명 및 성능을 검증하고 측정하기 위한 신제품인 'MicReD? 산업용 파워 테스터 1500A(MicReD? Industrial Power Tester 1500A)'를 출시한다고 발표했다.

MicReD? 산업용 파워 테스터 1500A는 하이브리드 및 전기 자동차, 기차를 포함한 자동차 및 운송 산업과 발전 및 컨버터, 그리고 풍력 터빈 같은 신재생 에너지 장비에 많이 사용되고 있는 전력 전자 부품들의 신뢰성을 테스트한다. 특히 이번 신제품은 상용 열 테스트 제품 중에서는 유일하게 파워 사이클링과 구조 함수 분석 기능을 갖는 열 과도 측정 기능을 결합시켜 분석 데이터를 제공하여 고장 원인의 실시간 진단이 가능하다고 회사측은 강조했다.

전력 부품들은 전기 에너지가 생성, 변환 또는 제어되는 애플리케이션들에 사용되며, 수년간 지속되는 동작 기간 동안 높은 신뢰성이 요구된다. 이 신제품은 산업용 전자 기기 제조업체들이 모듈 스택업(stackup) 내에 열로 인해 야기되는 열화를 점검함으로써 신뢰성을 테스트할 수 있도록 제작되었다. MicReD 파워 테스터 1500A를 이용하면 테스트 환경에서 부품들을 떼어내지 않고도 파워 사이클링과 열 과도 측정을 모두 수행할 수 있어 기술자나 엔지니어는 고장이 진행되는 모습을 확인하여 정확한 시간과 사이클, 고장 원인을 알아낼 수 있다.

MicReD 파워 테스터 1500A는 수만 혹은 수백만 사이클에 걸쳐 모듈에 전력을 공급하면서 진행형 고장의 진단을 위한 실시간 데이터를 제공해  부품 공급업체, 시스템 공급업체 및 OEM 등의 테스트 및 실험실 진단 시간을 크게 단축시켜 주며, 사후 고장 분석이나 시스템을 파괴하는 방식의 고장 분석의 필요성을 없앤다고 회사측은 전했다. 파워 테스터 1500A가 실시간으로 분석하는 일반적인 열 유도성 기계 고장들 중에는 다이 부착 와이어 본딩 분리, 다이와 패키지의 스택업 박리 및 균열 그리고 땜납의 피로 현상이 포함된다.

▲ 멘토 그래픽스 MicReD? 산업용 파워 테스터 1500A

영국 노팅엄 대학교 공학부 첨단 전력변환 분야 담당 교수인 마크 존슨(Mark Johnson)은 "개발 과정에서 모든 반도체 기기의 열 스택에 발생하는 열화를 정확히 찾아내 수량화할 수 있는 능력은 현재 패키지의 신뢰성 문제로 인해 저해 받고 있는 비용 최적화 패키징 솔루션의 개발에 크게 일조하게 될 것이다"라며, "멘토의 파워 테스터 1500A는 모든 종류의 전력 모듈에 있어서 열 경로의 열화를 조사하기 위한 귀중한 도구가 될 것이다"라고 말했다.

MicReD 파워 테스터 1500A는 반도체 디바이스 패키지와 LED의 정확한 열 특성 분석을 위해 사용하고 있는 멘토 그래픽스 T3Ster? 첨단 열 테스터를 기반으로 하고 있다. 특히 MicReD 파워 테스터 1500A는 MicReD 산업용 제품라인의 첫 제품으로 전력 모듈에 대한 완전 자동화된 파워 사이클링 및 테스트(열 및 전기적 측정) 기능을 통해 고장원인의 평가를 위한 포괄적인 데이터를 제공해 기업들이 신뢰성과 성능 확장을 위해 제품을 개선할 수 있도록 지원한다. MicReD 산업용 제품들은 관리자가 제조 설비 내부에서 사용하는 견고한 기계들에서 T3Ster와 같은 실험실 수준의 정확성을 갖추고 있다고 회사측은 설명했다.

멘토그래픽스의 기계 분석 부문 총괄 매니저인 롤랜드 팰힌켈(Roland Feldhinkel)은 "우리의 MicReD 파워 테스터 1500A는 극단적인 조건에서 높은 신뢰성으로 동작해야 하는 전력전자 부품들의 증가하는 요구에 부응하고 있다"라며, "우리는 열 특성 분석과 테스트 분야에서 갖고 있는 전문 지식을 이용하여 산업용 애플리케이션을 위제품을 구현하고 있다. 전기 차량과 철도망으로부터 신재생 에너지 제품에 이르기까지 이 분야에는 엄청난 잠재력이 있다고 보고 있다"라고 말했다.

MicReD? 산업용 파워 테스터 1500A는 MOSFET(metal-oxide semiconductor field-effect transistors), IGBT(insulated-gate bipolar transistors) 및 파워 다이오드의 파워 사이클링 테스트를 수행할 수 있다. MicReD 파워 테스터 1500A는 사용자 친화적인 터치스크린 인터페이스를 제공하며, 테스트 시에 발생하는 전류, 전압 및 다이 온도 감지와 같은 광범위한 정보를 기록할 수 있다. 또한 패키지의 열 구조에 발생하는 변화를 기록하기 위한 세부적인 구조함수 분석 기능도 제공한다. 이를 통해 패키지 개발은 물론 생산 전에 들어오는 부품들의 품질 점검을 위한 이상적인 플랫폼이라고 회사측은 강조했다.

한국 멘토그래픽스가 공개한 MicReD? 산업용 파워 테스터 1500A의 주요 이점은 다음과 같다.

• 고장이 일어날 때까지 지속적인 파워 사이클링을 수행함으로써 시간을 절약해 준다. 테스트를 위해 부품을 떼어내 실험실로 가져갔다가 추가적인 사이클링 테스트를 위해 다시 테스터로 가져올 필요가 없기 때문이다.
• 다수의 샘플을 동시에 테스트할 수 있다.
• 동작 시에 상이한 전력공급 전략들(일정한 전력 작동/비작동 시간, 일정한 온도 변동 및 일정한 접합온도 상승)을 적용할 수 있다.
• 진행형 고장, 사이클 수 및 고장원인을 보여주기 위한 실시간 구조함수 진단 기능을 제공한다.
• 실험실의 사후(X선, 초음파, 시각적) 고장 분석이나 파괴적 고장 분석에 대한 필요성을 없애준다.
• 터치스크린 설정 및 제어 기능을 갖춤으로써 전문가와 생산직 직원이 모두 사용할 수 있도록 해준다.

MicReD? 산업용 파워 테스터 1500A는 바로 구매가 가능하며, 보다 자세한 사항은 www.mentor.com/powertester-1500a 를 통해 확인할 수 있다.

김원영 기자 goora@noteforum.co.kr

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