“ 尽管全球许多产业因COVID-19与中美贸易战而受到影响，但是根据世界半导体贸易统计协会(World Semiconductor Trade Statistics, WSTS)，全球半导体市场正加速地发展中，并且预计在2021年会成长8.4%。而市场的成长可归功于远程工作设备的需求以及5G, IoT, AI等相关产业的发展”

1、半导体产业趋势与创新

为了结合并实现产品更先进新颖的功能，在技术上使用了更大的功率，电动汽车便是具有代表性的例子。新一代的半导体便顺势推出，采用耐高压与大电流的新材料SiC与GaN，为产业发展带来更多优势。在众多半导体的应用中，隔离器的电气安全需要额外重视。虽然新一代半导体具有耐高压的特性，但在使用高电压时依旧需要确保使用者的安全和避免产品内部损坏，因此电子元件和半导体IC会使用隔离器隔离输入与输出电压，例如光耦合器，MOSFET栅极等。

随着更强大的半导体出现，制造设备也需要加强运作上的安全。再加上近期因为疫情关系，制造商们无法及时补足市场的需求进而造成了半导体短缺。为因应各方的紧急订单，半导体制造设备的需求也持续增加并且预计达到新高点。在快速补足生产的同时，制造商们需要确保半导体制造设备与半导体元件安全且合规。

2、半导体产业法规与安全标准

如前面所提到的半导体元件与制造设备具有潜在风险，因此需要符合法规标准来确保其安全性。本文将逐一介绍半导体产业的国际安全标准并分享实际应用，半导体元件(隔离器)电气安全法规包含UL 1577 和 IEC 60747-5-5，而半导体制造设备电气安全法规为SEMI S22。

半导体元件安规标准

隔离器可分为光学和数位隔离器，半导体元件电气安全标准 UL 1577 与 IEC 60747-5-5各自适用于特定的隔离器。以下我们对于各标准的安全测试条件有更进一步的介绍：

UL 1577

UL 1577 是专用于光学隔离器安全标准，也可作为数位隔离器(例如：磁和电容隔离器)的标准。

型态测试

光学隔离器必须能承受厂商所标榜的额定承受隔离电压60秒。一般而言，额定电压为2.5k Vrms到 5 kVrms。一些超高隔离电压可能达到8kVrms或更高。

如果是双重保护的光学隔离器，则要求进行放电测试。每个光学隔离器需要和被20kV 高压充电过的电容并联测试(放电测试电路如下图所示)，电容放电五秒，重复此测试50次。

图一：放电测试电路图

资料来源：UL 1577 UL Safety Standard for Optical Isolator

产线测试

在产线上，每个光学隔离器需要通过耐压测试，而测试条件为承受60秒的额定隔离电压。然而为 提升制造效率，耐压测试条件可使用120%的额定隔离电压并且测试时间缩短为1秒。

由于UL1577在测试电压上要求较为严格，也对电气安全测试带来更多挑战，半导体元件领导品牌选择华仪7470系列耐压测试器来确保高电压隔离器和双重防护隔离器符合UL 1577安全标准。

以 6kVrms的隔离器为例，型式测试使用6kVrms，产线测试使用7.5kVrms (略高于120%的额定隔离 电压)。针对双重防护隔离器，需要通过20kV放电测试。7470系列提供超高压20kV交流／直流电压，可以符合UL1577严格的测试条件。图二为7470系列与被测隔离器的连接方式示意图。

图二：7470系列与被测隔离器的连接方式示意图

IEC 60747-5-5

IEC 60747-5-5 是专用于光隔离器(光耦合器)的安全测试标准。为了验证光耦合器是否能够承受隔 离电压，每个元件都需要通过隔离测试也就是我们熟知的耐压测试。

型式测试

施加额定隔离电压60秒。

例行测试

使用120%的额定隔离电压1至2秒。

针对IEC 607474-5-5耐压测试，大部分华仪的客户都使用EST-300系列耐压测试仪。耐压测试是 验证隔离器品质和安全的重要测试项目，因此需要更高的精准度和可靠度来做把关，这也是为什么各家大厂皆选择华仪安规测试仪器的主要原因。

半导体制造设备安全标准

SEMI S22 是半导体行业制造设备电气设计的安全指南，它涵盖了各种安全测试项目，包含耐压，接地连续性和泄漏电流。

知名半导体设备制造商选择华仪 ESA系列彩色全功能安规综合分析仪，除了一机就可以进行以上的各项安全测试，更内建了SEMI S22指定的阻抗电路，让泄漏电流测试更加简单.....

3、华仪为您准备了完整的电气安全测试解决方案

无论是产线或研发单位的电气安全测试，华仪提供了半导体产业不同的解决方案。对于半导体元件，例如隔离器，光耦合器，它们必须符合UL 1522 或 IEC 60747-5-5。以下是半导体元件电气安全测试的解决方案：

ESM-500 MultiPRO 安规综合测试平台

业界首创的制造优化测试解决方案，通过革 命性的模块化平台设计提供效率，准确性， 安全性并易于维护。ESM-500 MultiPRO 提 供丰富的功能和高扩展的性能，使其成为制 造测试的完美搭档，可以一次测试高达100 个待测物，提升产能。优化测试启动及连接 速度，降低测试时间达42%。设备成本较传 统多机设置大幅降低40%。模组化的设计快 速抽换，产线维修容易。

图4: ESM-500 MultiPRO

可同时测试多个隔离器提升测试效率

SE 系列安规综合分析仪

经典产品7400系列进化升级新一代SE系 列。作为华仪的产品，高品质和准确度是必 不可少的。此外，先进的ARC侦测和精准的 接地测试更提升了安全测试功能。方便的4.3英吋接触屏幕和条码数据扫描功能让操作更加直觉化且简单。帮助您全方面的提高 产能效率。

7470 系列耐压测试仪

7470系列为高绝缘元件的特殊应用测试(例如 UL 1577放电测试)提供高达20kV交直流电压 ，适合研发部门设计验证的工具。

EST-300 系列耐压测试仪

轻巧的A4 尺寸安全测试仪是市场上，能够快速且轻松地配置任何空间进行测试，更提供高达5kVac，非常适合使用于UL 1577 和IEC 60747-5-5 耐压测试。

制造设备需要通过耐压，接地连续性和泄漏电流测试以符合SEMI S22：

ESA系列彩色全功能安规综合分析仪

七合一系统包含交直流耐压测试，接地阻抗/ 连续性, 接触电流等，更是一机完成SEMI S22 所要求的电气安全测试。耐压测试可提供高达5KVac和6KVdc的电压，更有高达40A的电流可进行接地阻抗/连续性测试，内建的阻抗电路提高了接触电流测试的效率。ESA系列式半导体行业制造设备电气安规测试的完美选择。

4、总结

随着科技的进步，半导体行业将持续成长。然而，更多新颖的功能添加至电子产品，所需的功率也越大，隔离器在降低电气危害中发挥了重要的作用，半导体制造设备要因应更大功率的需求，更需要确保产品品质和操作安全。因此，他们都要符合相规的法规和标准。华仪拥有多达40年的产业经验，也协助了许多半导体行业的制造商们解决他们所遇到的电气安全测试挑战，完整的测试解决方案可确保您的产品安全,可靠并符合标准。

关键词:半导体 电气安全测试 测试仪

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来 源：eec华仪电子

编辑：清风

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