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GaNオン・シリコンのパワー・トランジスタ固有の故障メカニズム

GaNオン・シリコンのパワー・トランジスタ固有の故障メカニズム

半導体の標準的な品質認定テストでは通常、データシートに指定されている制限、またはその近くで、デバイスに長期間または特定のサイクル数のストレスを加えます。品質認定テストの目標は、テストされた部品の大規模なグループの故障をゼロにすることです。部品を故障する所までテストすることによって、データシートの限界間のマージン量を理解することができますが、さらに重要なことは、半導体の固有の故障メカニズムを理解し、見るつけることができることです。

米IEEE Power Electronics Magazine誌
2020年12月
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Efficient Power Conversion(EPC)、10本目の信頼性レポートを公表、窒化ガリウム・デバイスに対する自動車用AEC-Q101認定を超えた試験を強調

Efficient Power Conversion(EPC)、10本目の信頼性レポートを公表、窒化ガリウム・デバイスに対する自動車用AEC-Q101認定を超えた試験を強調

EPCのフェーズ10信頼性レポートは、これまで9本のレポートで公開された拡大する知識ベースに追加されます。このレポートで、EPCは、3万個以上の部品で合計1800万時間以上のストレス試験を実施し、不具合がないことを示しました。何100万個もの部品を出荷しているにもかかわらず、2年以上にわたって現場での不具合はありませんでした。

エフィシエント・パワー・コンバージョン社(EPC:Efficient Power Conversion Corporation、本社:カリフォルニア州エルセグンド)は2019年2月26日、自動車品質のAEC-Q101認定の取得に成功した試験結果を文書化したフェーズ10信頼性レポートを発表しました。AEC-Q101では、パワーFETに対して最高レベルの信頼性規格を要求し、データシートにおいて不具合がないだけでなく、ストレス試験中のパラメータのドリフトが小さいことも要求します。注目すべきは、EPCのWLCSパッケージ(ウエハー・レベルのチップスケール・パッケージ)が従来のパッケージ部品用に作成されたすべての同じ試験規格に合格していることです。これは、チップスケール・パッケージの優れた性能が耐久性や信頼性を損なわないことを実証しています。

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eGaN技術の信頼性と故障の物理:ゲート電圧ストレスの信頼性

eGaN技術の信頼性と故障の物理:ゲート電圧ストレスの信頼性

このシリーズの前回の論文では、EPCの eGaNウエハー・レベルのチップスケール・パッケージの熱機械的信頼性を取り巻く故障の物理に焦点を当てました。電圧バイアス下での潜在的な故障モードの基本的な理解も重要です。この論文では、窒化ガリウム(GaN)電界効果トランジスタ(FET)のゲート電極に対する電圧バイアスに関連する故障の物理の概要を説明します。ここでは、ゲート制御電圧を指定された限界以上にして、eGaN FETが予想寿命にわたってどのように動作するかを調べる場合について検討します。

米Planet Analog
Chris Jakubiec
2016年11月29日
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eGaN技術の信頼性と故障の物理:はんだ接合部の歪み

eGaN技術の信頼性と故障の物理:はんだ接合部の歪み

このシリーズの最初の3回は、EPCのエンハンスメント・モード窒化ガリウム(eGaN)電界効果トランジスタ(FET)と集積回路(IC)のフィールド信頼性の実績とストレス・テストにおける品質を扱いました。文書にまとめられた優れたフィールド信頼性は、デバイスがアプリケーション内で遭遇するとみられる動作条件を網羅するストレス・テストを実施した結果です。同様に重要なのは、予想された動作条件(例えば、データシートのパラメータと安全動作領域)を超えてストレスが加えられたとき、eGaNデバイスにどのように不具合が起こるかの根本的な物理を理解することです。今回は、eGaNのウエハー・レベルのチップスケール・パッケージ(WLCSP)の熱機械的な信頼性を中心とする故障の物理学を深く掘り下げるものになります。

米Planet Analog誌
Chris Jakubiec
2016年9月7日
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eGaN技術の信頼性と故障の物理のブログ3回目

eGaN技術の信頼性と故障の物理のブログ3回目

このシリーズの最初の2回では、Efficient Power Conversion(EPC)社のエンハンスメント・モード窒化ガリウム(eGaN®)FETと集積回路(IC)のフィールドにおける信頼性の実績を詳細に報告しました。ストレスに基づく品質試験で、顧客のアプリケーションにおける信頼性を確保することが可能であり、eGaNデバイスの優れたフィールド信頼性が実証されています。この回では、製品を品質認定する前に、EPC社のデバイスに実施されるストレス・テストを検討します。

米Planet Analog
Chris Jakubiec
2016年7月9日
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eGaN技術の信頼性と故障の物理:eGaNのフィールド信頼性を試験

eGaN技術の信頼性と故障の物理:eGaNのフィールド信頼性を試験

Efficient Power Conversion(EPC)社のエンハンスメント・モード窒化ガリウム(eGaN®)のFETと集積回路(IC)は、LiDAR(光による検出と距離の測定)、無線充電、DC-DC変換、RF基地局の送信、衛星システム、オーディオ・アンプなどの多くの最終ユーザーのアプリケーションへの道筋を見つけています。

フィールドの信頼性は、顧客のアプリケーションに採用されているeGaN® FETとICの品質レベルを裏付ける究極の評価基準です。最初の採用については、量産出荷の6年間、および全体で170億デバイス時間以上の記録を含めて、eGaN FETのフィールド信頼性の概要を公表しました。その後の計算された故障件数(FIT:109時間の故障数)が約0.24 FITだったことは、これまでの優れたフィールド信頼性特性を示しています。

米Plant Analog誌
Chris Jakubiec
2016年5月1日
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