什么是功率测试探针台？

功率器件测试探针台及选型指南 完整技术手册

 

 一、定义与应用对象：

功率器件探针台（High Power Probe Station）是晶圆级高压/大电流电学测试平台，在封装前（CP/器件表征）直接在硅/碳化硅/氮化镓晶圆上完成功率器件静态、动态、温变参数测试，

适配： - Si：功率MOS、IGBT、快恢复二极管 - 宽禁带：SiC MOSFET、SiC JFET、GaN HEMT、功率整流器 

下游场景：新能源车OBC、逆变器、光伏储能、工业电源、快充芯片研发/量产筛选

二、核心技术难点（区别普通数字/射频探针台） 

高压防电弧：SiC器件耐压600V–10kV，空气间隙易击穿打火，需屏蔽腔、绝缘载台、高压泄放回路

超大电流低接触阻：脉冲电流最高600A，单针易烧焊盘；采用多针并联大电流探针，镀金真空卡盘降低背面接触电阻，精准测Rds(on)

宽温域稳定测量：-55℃~300/400℃高低温循环，高温下漏电流漂移、热膨胀对位偏移

低漏电屏蔽：pA级反向漏电流测试，EMI全屏蔽、超低寄生电容/电感腔体

超薄/翘曲晶圆承载：功率片常减薄至50μm，真空吸附防形变、破裂。

三、标准硬件系统组成 ：

高功率温控卡盘（核心部件） - 镀金导电台面+MicroVac多点真空吸附，薄晶圆贴合无空隙 - 温控区间：-55℃~300℃（高端400℃），控温精度±0.1℃ - 高压隔离绝缘层、大电流均流设计，抑制局部热点

 高压/大电流探针模组 - HCP大电流探针：多针并联，单路承载50–200A脉冲，降低单针功耗、焊盘烧毁风险 - HVP高压三轴/同轴探针：耐压3kV（三轴）/10kV（同轴），低寄生、防爬电 - 工程单探针（研发）、量产功率探卡（批量CP测试）两种形态。

封闭屏蔽测试腔体 - 全金属EMI屏蔽、绝缘内壁，抑制高压电弧与外界噪声 - AttoGuard/FemtoGuard专利低漏电结构，支撑pA级Ioff测量 - 安全互锁门，高压状态开门自动断电保护人员 。

 精密运动平台 - X/Y/θ定位精度±0.1μm，空气轴承消除摩擦误差 - Z轴下压压力闭环控制，统一探针共面度，保证接触一致性。

 光学视觉与工控系统 长工作距离金相显微镜、自动图像对位，搭配测试软件实现自动步进、温变扫描、数据导出 。

四、关键性能参数（行业通用标杆） 

指标	入门半自动	高端研发型（MPI）	国产高端（GP200-HP）
耐压	≤3kV 三轴	3kV 三轴 / 10kV 同轴	3–6kV 可选
脉冲电流	100A	200–600A	100–400A
温控范围	室温～200℃	-55℃~300℃/-55~400℃	-55℃~300℃
定位精度	±1μm	±0.1μm	±0.3–1μm
漏电流测量下限	nA 级	10fA~pA 级	100fA
适配晶圆	4/6 寸	6/8/12 寸	4–12 寸模块化
安全认证	基础绝缘	TUV 高压安全认证	高压互锁绝缘

五、主流国际品牌对比（功率专用系列） 

1. MPI（旺矽，行业功率标杆） 代表型号：TS150-HP（6寸）、TS200-HP（8寸）、TS300-HP（12寸）TS2000-HP（8寸）TS3000-HP（12寸） - 优势：功率市场占有率最高，大电流镀金卡盘成熟，高压电弧抑制方案完善；兼容射频+功率复合测试，适配SiC/GaN研发；探针损耗低、长期稳定性强 - 上限：10kV、600A脉冲，-55~300℃ - 适用：车规SiC研发实验室、头部功率IDM 、高校研究院、车规可靠性实验室

2. FormFactor/Cascade （TESLA200/300） - 专利AttoGuard超低漏电腔体，高温反向漏电流测量精度领先 - FlexShield全封闭屏蔽腔体，温变过程无结霜、噪声极低 - 动态UIS、雪崩耐久性测试原生适配，适合可靠性WLR晶圆级老化 - 上限：10kV、600A，最高400℃高温 - 适用：高校研究院、车规可靠性实验室、价格高、交期长、售后成本高 。

3. 东京精密Accretech 侧重量产半自动CP，自动化上下片成熟，搭配功率探卡批量筛选；高压规格保守（≤3kV），更适合传统Si MOS/IGBT量产产线，宽禁带研发能力弱，是产线常用成熟探针台。

六、国产主流厂商（2026替代主力） 

南京芯测GP200-HP，GP2000-HP

森东宝 Cindbest高低温真空功率探针台标杆

矽电股份 301629国产自动化探针台主打6/8寸量产CP半自动机型。

森美协尔 SEMISHARE*经济型手动/半自动功率台，4–8寸，支持100A、3kV基础功率测试；

电科装备CETC军工级高可靠功率探针台，极端温变、高绝缘标准。

七、测试项目（功率器件标准晶圆测试）

静态DC参数 Vgs(th)、Rds(on)、击穿电压Vbr、栅漏电流Igss、漏源反向Ioff、导通压降Vf（二极管）、IGBT Vce(sat) 动态功率测试（高端台必备） UIS雪崩耐受、短路耐受、开关损耗Eon/Eoff、di/dt高压脉冲动态特性温变可靠性扫描 -55℃→25℃→150℃→300℃全温区参数漂移曲线，车规器件必测。

 八、选型区分：研发台 vs 量产CP台

研发表征探针台（GBITEST-MPI/TESLA/国产高低温款）

- 手动/半自动，单颗器件精细扫描，宽温、超高压、超大电流 

- 支持单探针微调、多仪器联动（半导体参数分析仪+脉冲源） 

- 侧重器件建模、失效分析、新材料工艺验证 

量产自动化功率探针台（矽电、东京精密） 

- 全自动上下晶圆、自动寻位、整盘高速步进 - 配套多通道功率探卡，并行多点测试，追求产能 - 仅常温/有限高温，参数固定筛选，不做复杂动态表征 

 九、选型建议 

车规SiC/GaN研发、需要10kV、600A、高低温、pA级漏电优先：MPI TS300-HP，TS3000-HP / FormFactor TESLA

预算有限选南京芯测的高端定制 GP200-HP6/8寸支持射频+功率测试

Si MOS/IGBT量产CP筛选，追求自动化产能选：矽电股份、东京精密半自动量产机型

高校实验室、初创企业，预算有限，4–6寸基础功率表征优先：森美协尔

兼顾射频毫米波+功率复合测试MPI全系原生支持功率+RF一体化。

十、行业趋势
1. 宽禁带驱动设备升级：测试电压从1.2kV向6–10kV普及，脉冲电流提升至600A+ 

2. 国产化加速：6寸中低端已实现全面替代，8/12寸高端高压台逐步突破 

3. 一体化测试平台：功率+射频+高低温+真空多场景复合探针台成为研发标配 

4. 晶圆级可靠性WLR测试需求爆发，高温长时老化腔体成为标准配置 。

审核编辑 黄宇