倍福的PC控制技術支援功率半導體評估
倍福自動化（Beckhoff Automation）的PC控制技術已導入英飛凌科技（Infineon Technologies）的功率半導體測試實驗室。採用TwinCAT和EtherCAT量測終端（ELM3xxx系列）的自動化測試檯，提升了量測精度並顯著提高了測試效率。
📋 文章處理履歷
- 📰 發表: 2026年6月4日 10:00
- 🔍 收集: 2026年6月4日 10:34（發表後34分鐘）
- 🤖 AI分析完成: 2026年6月6日 23:01（收集後60小時27分鐘）
倍福自動化（總部位於德國費爾）的產品與技術廣泛應用於全球各類工業領域。本次介紹的是其在德國英飛凌科技公司（Infineon Technologies AG）功率半導體測試實驗室的導入案例。
在功率循環測試中，準確掌握半導體在反覆負載下的接合部溫度，是決定可靠性評估精度的關鍵。其不可或缺的前置步驟是取得接合部溫度的校正曲線。英飛凌科技在此製程中導入採用TwinCAT和EtherCAT量測終端ELM3xxx系列的自動化測試檯，實現了量測精度的提升與測試實驗室整體測試效率的大幅改善。
採用TwinCAT和EtherCAT量測終端ELM3xxx系列的自動化測試檯。最多可計算32個功率半導體的校正曲線。
功率半導體製造核心據點：瓦爾施泰因工廠
英飛凌科技在德國瓦爾施泰因工廠開發與製造從數安培到3000A、涵蓋廣泛通電容量的功率半導體。此生產據點是技術創新中心，也是研究開發以及稱為框架功率模組（FPM）的功率模組產品的主要製造基地。這些模組應用於全球各種領域，包括電動車逆變器、工業與鐵道用驅動裝置、風力與太陽能發電設備等。
功率循環測試不僅在開發過程中至關重要，在生產階段的品質保證中也同樣重要。該測試實驗室負責人馬丁·洛克拉特博士（Dr. Martin Rockelrath）說明：「從投資和基礎設施需求的角度來看，功率循環測試用的測試檯是生產據點最大的成本因素之一。因此，必須盡可能有效地利用測試檯。」
執行功率循環測試前，必須事先取得接合部溫度的校正曲線。該公司的測試工程師馬丁·賽德爾曼先生（Martin Seidelmann）強調量測的重要性：「這些溫度特性是後續在性能評估測試檯上進行的所有測試的基礎，因為它們可以快速且準確地計算出負載狀態下的接合部溫度。」
手動作業與依賴人員操作導致的低效率
傳統上，取得校正曲線的作業需要手動設定量測電流和閘極電壓，並使用已校正的記錄器記錄模組接點產生的電壓。量測過程中發生異常時，也沒有自動檢測或通知功能。記錄器未連接網路，因此量測值需透過SD卡或USB隨身碟讀取，再傳送到另一台PC計算溫度特性。基於這些問題，從2023年左右開始探討測試檯的自動化。
TwinCAT與EtherCAT量測終端實現的全自動測試檯
採用PC控制與TwinCAT的新型測試檯，無需長時間的啟動準備，即可對應二極體、IGBT、SiC MOSFET等各種類型的半導體模組進行校正。最多可將32個模組安裝並配線於爐內，施加由TCP/IP和TwinCAT控制的高精度電流。達到指定溫度時，EtherCAT量測終端ELM3102-0100會以24位元解析度、0.01%的精度量測並記錄模組接點電壓，並以高可靠性計算出校正曲線。
賽德爾曼先生對EtherCAT量測終端的精度印象深刻：「在校準測試檯時，倍福ELM終端顯示的電壓值與校正標準一致，精確到小數點後第六位。」
量測電流的產生也僅使用標準的EtherCAT終端。透過組合LED控制終端和類比輸入終端，能以0.1mA的精度控制10至500mA的量測電流，並透過與電源供應終端的組合實現各通道間的隔離。
控制系統採用嵌入式PC「CX5140」和TwinCAT 3，並與現有的量測軟體LabVIEW™無縫整合，即時管理所有設定值和量測值。
賽德爾曼先生如此描述測試實驗室自動化的成果：「測試準備工作僅需操作員輸入待測模組的ID。爐體控制、量測電流、閘極電壓設定等其餘處理均由TwinCAT負責。」
安裝於爐內的半導體模組。ELM3102-0100在不同溫度條件和量測電流下，以24位元解析度、0.01%精度量測電壓。
測試實驗室整體效益：實現每日兩次測試
此次自動化將每次測試的啟動時間減少了約1小時，並大幅提升了量測精度與可靠性。同時實現了夜間無人運轉，使得每日可進行兩次測試。此外，透過TwinCAT自動開啟爐門縮短了冷卻時間，能夠更早開始準備下一次測試。這種產能提升不僅直接有助於改善整體設備效率（OEE），也提高了滿足開發部門嚴格交期要求的能力。
未來，團隊目標是建立一個根據模組ID從中央資料庫自動取得校正曲線數據的系統，賽德爾曼先生表示這「將有助於進一步提升OEE」。基於本次成果，計劃將類似系統擴展到兩個據點，其中一個預計導入位於匈牙利的生產基地。
參考網址：
■ 英飛凌科技網站：www.infineon.com
■ 倍福量測技術應用：www.beckhoff.com/measurement
倍福自動化公司簡介
倍福自動化是一家專注於PC控制的控制設備製造商。其獨有的量測與控制軟體「TwinCAT」能夠讓搭載Windows等通用作業系統的工業用PC作為即時控制器（如NC和PLC）使用。倍福也是高速、高同步的工業通訊標準「EtherCAT」的開發者，其推廣組織EtherCAT Technology Group（ETG）擁有來自76個國家和地區的超過8,100個組織成員，是全球最大的工業通訊標準推廣組織。搭載TwinCAT和EtherCAT的工業控制器被廣泛應用於全球多種領域，包括工業機器人、汽車、包裝機械、工具機和風力發電設備等。
https://www.beckhoff.com/zh-tw/
在功率循環測試中，準確掌握半導體在反覆負載下的接合部溫度，是決定可靠性評估精度的關鍵。其不可或缺的前置步驟是取得接合部溫度的校正曲線。英飛凌科技在此製程中導入採用TwinCAT和EtherCAT量測終端ELM3xxx系列的自動化測試檯，實現了量測精度的提升與測試實驗室整體測試效率的大幅改善。
採用TwinCAT和EtherCAT量測終端ELM3xxx系列的自動化測試檯。最多可計算32個功率半導體的校正曲線。
功率半導體製造核心據點：瓦爾施泰因工廠
英飛凌科技在德國瓦爾施泰因工廠開發與製造從數安培到3000A、涵蓋廣泛通電容量的功率半導體。此生產據點是技術創新中心，也是研究開發以及稱為框架功率模組（FPM）的功率模組產品的主要製造基地。這些模組應用於全球各種領域，包括電動車逆變器、工業與鐵道用驅動裝置、風力與太陽能發電設備等。
功率循環測試不僅在開發過程中至關重要，在生產階段的品質保證中也同樣重要。該測試實驗室負責人馬丁·洛克拉特博士（Dr. Martin Rockelrath）說明：「從投資和基礎設施需求的角度來看，功率循環測試用的測試檯是生產據點最大的成本因素之一。因此，必須盡可能有效地利用測試檯。」
執行功率循環測試前，必須事先取得接合部溫度的校正曲線。該公司的測試工程師馬丁·賽德爾曼先生（Martin Seidelmann）強調量測的重要性：「這些溫度特性是後續在性能評估測試檯上進行的所有測試的基礎，因為它們可以快速且準確地計算出負載狀態下的接合部溫度。」
手動作業與依賴人員操作導致的低效率
傳統上，取得校正曲線的作業需要手動設定量測電流和閘極電壓，並使用已校正的記錄器記錄模組接點產生的電壓。量測過程中發生異常時，也沒有自動檢測或通知功能。記錄器未連接網路，因此量測值需透過SD卡或USB隨身碟讀取，再傳送到另一台PC計算溫度特性。基於這些問題，從2023年左右開始探討測試檯的自動化。
TwinCAT與EtherCAT量測終端實現的全自動測試檯
採用PC控制與TwinCAT的新型測試檯，無需長時間的啟動準備，即可對應二極體、IGBT、SiC MOSFET等各種類型的半導體模組進行校正。最多可將32個模組安裝並配線於爐內，施加由TCP/IP和TwinCAT控制的高精度電流。達到指定溫度時，EtherCAT量測終端ELM3102-0100會以24位元解析度、0.01%的精度量測並記錄模組接點電壓，並以高可靠性計算出校正曲線。
賽德爾曼先生對EtherCAT量測終端的精度印象深刻：「在校準測試檯時，倍福ELM終端顯示的電壓值與校正標準一致，精確到小數點後第六位。」
量測電流的產生也僅使用標準的EtherCAT終端。透過組合LED控制終端和類比輸入終端，能以0.1mA的精度控制10至500mA的量測電流，並透過與電源供應終端的組合實現各通道間的隔離。
控制系統採用嵌入式PC「CX5140」和TwinCAT 3，並與現有的量測軟體LabVIEW™無縫整合，即時管理所有設定值和量測值。
賽德爾曼先生如此描述測試實驗室自動化的成果：「測試準備工作僅需操作員輸入待測模組的ID。爐體控制、量測電流、閘極電壓設定等其餘處理均由TwinCAT負責。」
安裝於爐內的半導體模組。ELM3102-0100在不同溫度條件和量測電流下，以24位元解析度、0.01%精度量測電壓。
測試實驗室整體效益：實現每日兩次測試
此次自動化將每次測試的啟動時間減少了約1小時，並大幅提升了量測精度與可靠性。同時實現了夜間無人運轉，使得每日可進行兩次測試。此外，透過TwinCAT自動開啟爐門縮短了冷卻時間，能夠更早開始準備下一次測試。這種產能提升不僅直接有助於改善整體設備效率（OEE），也提高了滿足開發部門嚴格交期要求的能力。
未來，團隊目標是建立一個根據模組ID從中央資料庫自動取得校正曲線數據的系統，賽德爾曼先生表示這「將有助於進一步提升OEE」。基於本次成果，計劃將類似系統擴展到兩個據點，其中一個預計導入位於匈牙利的生產基地。
參考網址：
■ 英飛凌科技網站：www.infineon.com
■ 倍福量測技術應用：www.beckhoff.com/measurement
倍福自動化公司簡介
倍福自動化是一家專注於PC控制的控制設備製造商。其獨有的量測與控制軟體「TwinCAT」能夠讓搭載Windows等通用作業系統的工業用PC作為即時控制器（如NC和PLC）使用。倍福也是高速、高同步的工業通訊標準「EtherCAT」的開發者，其推廣組織EtherCAT Technology Group（ETG）擁有來自76個國家和地區的超過8,100個組織成員，是全球最大的工業通訊標準推廣組織。搭載TwinCAT和EtherCAT的工業控制器被廣泛應用於全球多種領域，包括工業機器人、汽車、包裝機械、工具機和風力發電設備等。
https://www.beckhoff.com/zh-tw/
常見問題
使用了倍福的哪些產品？
使用了TwinCAT控制軟體、EtherCAT量測終端ELM3xxx系列以及嵌入式PC CX5140。
自動化的主要效果是什麼？
每次測試的啟動時間減少了約1小時，實現了每日兩次測試。
此系統應用於何處？
目前正在德國英飛凌瓦爾施泰因工廠的測試實驗室中運作。