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第三季封測產業掃瞄

一、前言

封裝測試（Packaging and Test）屬於半導體產業鏈中的後段製程。IC封裝（Packaging）簡單指在晶圓製造完成後，用塑膠或陶瓷等材料將晶片封包在其中，以達到保護晶片並作為晶片與系統間訊號傳遞的介面；IC測試（Test）是利用測試程式來控制一組非常精密且複雜的電子線路，使之可以模擬IC各種可能之使用環境及方法，將IC置於此模擬環境中，檢視其工作狀態是否能在規格範圍內，以確保產品品質的穩定性，而從2003年起，台灣IC封裝測試產業市值已達世界第一。

台湾工研院IEK-IT IS计划分析师李佩萦表示，在2006年底任天堂的Wii及Sony PS3相继上市后，炒热全球游戏机相关产业，再加上微软推出Vista新一代操作系统带来的连动效应持续发酵，间接带动相关芯片的商机，使得IC设计厂商 水涨船高，在2007年引起市场的关注。2006年台湾IC设计业营收排名详见附表。

備用電源是高可靠度系統的關鍵組成元件。在最簡單的方案中，兩個電源供應器可透過二極體或Oring二極體提供負載給輸出。如此一來，兩個電源供應器可以均勻的分擔負載，或是一個處於作用中，另一個處於待命狀態。場效電晶體(FET) ORing控制器因可避免二極體壓降、功率損耗與散熱等問題，是個更為實際的方案。使用電壓耗損低的MOSFET可以設計出更經濟且具創意的系統。本文將討論伺服器應用的備用電源供應器範例。

伺服器的備用電源技術

高可靠度系統的電源供應器通常架構於ORing或冗聯式(N+1)組態，或是結合二者的設計。由於正向壓降與散熱問題，二極體通常不用於低電壓、高電流應用中，FET ORing是較受偏好的技術。不過，整合型與分散式設計的MOSFET控制器本身也存在不少問題。

如圖一，控制器監測跨MOSFET的差動電壓VAC。控制器透過VAC來設定MOSFET的閘極電壓。MOSFET開/關的實際切換點(switch point)電壓，以及控制的方法與速度，決定控制器模擬二極體時的性能與穩定性。

動態測定功能有助於電源設計師盡早發現問題

在各種類型電子產品的設計過程中，系統電能的供應和利用都是一項關鍵性的因素。個人電腦﹑電信與廣播設備以及軍用設備都要求在越來越小的電源盒內提供更大的電流量。由於體積小巧而每瓦成本較低，交換式電源（轉換開關）已成為絕大多數應用設備的選用方案。雖然轉換開關比傳統線性電源複雜，但它在電流傳輸方面卻可以提供遠遠超過自身體積的超強功能。

在任何電源設備用於產品設計或供應市場之前，電源設計師都必須充分了解這些設備的性能特點。換言之，這些設備終將為最終產品的效率﹑安全性和可靠度奠定基礎。慎重的設計師會在設計階段週密測定電源設備的性能特點。電源中的所有元件（特別是有源元件）都可能遇到遠遠超過其平均操作電位的瞬間條件。在選用MOSFET（金屬氧化物半導體場效應電晶體）及 IGBT（絕緣柵雙極型電晶體）等功率元件時，設計師必須考量到這些峰值並提供相應的解決方案。

目前市場上有許多已被接受的電源測定法，但在電源設計評估方面主要使用幾種基本測定法。過去，這些方法都是依靠用數位萬用表測定的靜態電流和電壓測定值。但是，在測試開關元件的隱藏問題時，設計師需要了解有關動態功能的揭示性數據。因此，示波器已成為開關電源評估程序中的一個不可或缺的量測工具。由於開關頻率和邊緣速度不斷增快，設計師需要使用全功能寬頻儀器來捕獲微小的訊號詳情。

本文將討論在觀察電源中 MOSFET 功率元件電路內功能時所使用的某些工具和技術，重點論述保證準確測定所需要的工具和準備工作。本文將講解如何透過這些讀數測出靜態測定方法所不能測到的瞬間功率峰值。