CN102539992B - 半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法 - Google Patents

半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102539992B
CN102539992B CN201110306143.1A CN201110306143A CN102539992B CN 102539992 B CN102539992 B CN 102539992B CN 201110306143 A CN201110306143 A CN 201110306143A CN 102539992 B CN102539992 B CN 102539992B
Authority
CN
China
Prior art keywords
test
circuit
tested
terminal
alternating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110306143.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102539992A (zh
Inventor
吉田敦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of CN102539992A publication Critical patent/CN102539992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102539992B publication Critical patent/CN102539992B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2608—Circuits therefor for testing bipolar transistors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2621—Circuits therefor for testing field effect transistors, i.e. FET's
    • G01R31/2628—Circuits therefor for testing field effect transistors, i.e. FET's for measuring thermal properties thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836—Fault-finding or characterising
    • G01R31/2839—Fault-finding or characterising using signal generators, power supplies or circuit analysers
    • G01R31/2841—Signal generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法。所述测试装置包括：保持单元，其将被测试装置固定在预定位置；多个测试单元，其产生用于被测试装置的测试信号，并确定测试结果；以及连接单元，其在多个测试单元之间进行切换，并将多个测试单元电连接到由保持单元固定的被测试装置的预定电极，其中将测试单元顺次连接到被测试装置，并进行多种测试。

Description

半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法
技术领域
本发明涉及使各种半导体装置测试能够一体地进行的半导体测试装置、半导体测试电路连接装置和半导体测试方法，并且特别涉及功率半导体模块测试方法的合理化、测试条件(波形)的改善以及由此改良的半导体测试装置。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等所代表的功率半导体产品的最后测试和制造工序期间的各种测试大体上分为热阻测试、直流参数测试和交流参数测试。由于通常这些测试各自使用的测试电路不同，因此使用相互独立的半导体测试装置。
功率半导体产品的热阻测试是用于测量封装体的放热特性并保证其品质的测试。此外，在直流参数测试中，测量静态特性例如半导体元件泄漏电流或导通电压。这里，直流参数测试也可以被称为直流参数特性测试、静态特性测试，或者使用构成直流特性的特性名称，称为击穿电压、泄漏电流、正向电压测试、栅极阈值电压值测试等。为了半导体元件的直流参数测试，也存在着可以一并测试直流特性的直流测试器或者也包括热阻测试功能的直流/热阻测试器，并且通常使用这些测试器之一来进行最后测试和工序中的测试。
同时，功率半导体产品的交流参数测试是用于测量当半导体元件进行开关动作时的下降时间、包含在半导体元件中的高速二极管(FWD：freewheelingdiode)的反向恢复时间等所代表的开关特性等并保证其品质的测试。同样在交流参数测试的情况下，其可以被称为动态特性测试，或者通过用于测量个别交流特性的测试的名称来称呼。例如，其可以是开关特性测试、负载短路测试、短路安全工作区(SCSOA)测试、反向偏置安全工作区(RBSOA)测试、雪崩测试或反向恢复特性测试。在交流参数测试中，开关测试(关断测试和反向偏置安全工作区测试)和FWD反向恢复特性测试在原理上可以用共用测试电路来执行，并且一体测试装置通常被用于这两种测试。然而，由于不同于开关测试电路的电路对于负载短路测试和SCSOA测试而言是必需的，因此使用独立的负载短路测试器来进行这些测试。
以这样的方式，当装运功率半导体产品时，通常使用大约四台测试器即直流测试器、热阻测试器(或直流/热阻一体测试器)、开关测试器和负载短路测试器来进行测试。
以下，将基于图17至22给出现有的功率半导体模块用的测试器的概要的描述。
图17是示出现有的开关测试用的测试电路的配置的电路图。这里，示出了在驱动三相交流电动机时所使用的六合一(六合一)模块的开关测试中所使用的测试电路。图18是示出提供给图17的测试电路的测量信号的实例的时间图。现有的被测试装置用的测试顺序也在日本特开JP-A-2009-229259中示出。
利用该测试电路，可以测试作为被测试装置(DUT)的例如由六个IGBT构成的六合一型IGBT模块1。直流电源3通过保护开关电路2连接在IGBT模块1的P端子和N端子之间。此外，具有相当大容量的电解电容器4通常与直流电源3并联连接，以便供应足以能够从作为电源单元的直流电源3流通规定电流的电荷。栅极驱动单元51分别单独地连接到开关电路2的IGBT和各U至Z相的IGBT的栅极和辅助发射极端子(栅极驱动发射极端子)。电感器6作为负载用星形接法连接到IGBT模块1的输出用的U端子、V端子和W端子。
在图18所示的时间图中，双脉冲选通信号连续地施加到各相。这是为了进行IGBT关断时的关断特性(开关特性)或RBSOA测试，以及为了与IGBT导通时的IGBT导通特性测试同时地进行相对臂的FWD(例如当进行U相切换时的X相FWD)的反向恢复特性测试。当在关断时由于电路电感而发生的冲击电压超过DUT耐压时，如有必要，可以通过将缓冲电路连接在P端子和N端子之间或者被测试相IGBT的集电极和发射极之间来实现对冲击电压的抑制(参考FujiElectricSystemsCo.，Ltd.“FujiIGBTModuleApplicationManual”(第5-8至5-14页)，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)。
此外，尽管在图17中作为负载的电感器6用星形接法连接到输出端子，但也可以用德尔塔(delta)接法连接。此外，也可以将斩波电路用于开关测试和反向恢复特性测试。在上下两个IGBT的组合(例如图17的DUT的U和X相、V和Y相、W和Z相的组合)中，在负载电感器6被连接在与进行开关测试的相相对的臂一侧(例如，当对X相IGBT进行开关测试时，其相对的臂为U相)上的IGBT的集电极和发射极之间的情况下，对进行开关测试的相(这里为X相)的IGBT的栅电极施加导通脉冲(在N沟道IGBT的情况下通常是+15V)，当达到规定电流时选通脉冲减少至0V以下，并且切断电流。此时，进行X相IGBT关断特性或RBSOA测试。接着，当在先前由X相IGBT切断的电流回流经过负载电感器6和相对臂FWD的电路时将导通脉冲再次施加到X相IGBT的栅电极时，IGBT导通，但是此时测试X相IGBT导通特性和作为相对臂的U相FWD反向恢复特性(参考FujiElectricSystemsCo.，Ltd.“FujiIGBTModuleApplicationManual”(第2-5至2-6页)，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)。
图19是示出现有的负载短路测试用的测试电路的配置的电路图。图20是示出图19的测试电路中的开关信号和相选通信号的时间图。这里，负载短路测试是这样的测试，在DUT例如IGBT或功率MOSFET直接(没有负载地)连接到直流电源的状态下，在规定期间向DUT施加导通信号，并且在该期间确认DUT损坏的有无(参考FujiElectricSystemsCo.，Ltd.“FujiIGBTModuleApplicationManual”第5-2页，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)。
用于将电源直接连接到IGBT模块1中所包含的被测试相的IGBT的转换开关SW1至SW5被配备在图19的测试电路中。这里，根据规定顺序进行开关SW1至SW5之间的切换，并且在规定期间对被测试相的IGBT的栅极提供导通脉冲。由此，100A至10,000A以上的大电流在IGBT模块1的集电极和发射极之间流通几微妙至几十微秒的时间。
在负载短路测试中，通常通过使大电流在短期间流过IGBT模块1，在电流变化发生时，DUT的集电极和发射极之间或者栅极和发射极之间的电压受到测试电路电感的极大影响。由于这个原因，有必要根据DUT开关速度、所施加的能量等，将主电路配线(例如连接作为直流电源的电解电容器4与DUT的集电极和发射极的配线以及使图19的输出端子相互短路的配线)配置成极短。例如，优选的是，在3000A以上的短路电流流过IGBT模块1的情况下，将长度减少到50nH以下，在1000A以上的短路电流流过IGBT模块1的情况下，将长度减少到100nH以下，并且在500A以上的短路电流流过IGBT模块1的情况下，将长度减少到200nH以下。此外，在特别要求的情况下，可以测量测试电流值或关断时间，将其与标准值交叉校验，并且将其评估为良好或有缺陷。
然而，在现有的测试电路中，有必要选择可以流通大电流的开关作为开关SW1至SW5并且有必要用短配线连接它们。由于这个原因，当开关机构占据了测试装置中的大量空间时，难以设置图17的开关测试电路中所要求的部件例如电感器。因此，通常对负载短路测试和开关测试各自使用独立的测试器。
此外，这里也按照与图17的开关测试电路相同的方式，将电解电容器4与直流电源3并联设置，或者当有必要抑制冲击电压时连接缓冲电路。
图21是示出现有的直流参数测试装置测试电路的实例的电路图。
在直流测试器7的主体中包含有直流电源、恒流源、测量电路、其转换开关等，并且可以测量各种类型的直流参数。对于在一个DUT封装体中包含有多个IGBT和FWD的类型(例如IGBT模块1)的直流参数测试，通常将切换器8(也被称为扫描器)插入直流测试器7和IGBT模块1之间。切换器8是包含多个开关的装置，并且具有把待测量的相的IGBT和FWD的各端子自动连接到直流测试器7的输入端子的功能。当DUT是具有一个半导体元件的1-in-1模块时，各端子可以直接连接到直流测试器7的对应输入端子，并测量直流参数。
这里，直流测试器7可以具有三个输入端子——与DUT端子的名称相对应的栅极端子G、集电极端子C和发射极端子E——或者四个端子——栅极端子G、集电极端子C、主电路发射极端子E1和栅极驱动辅助发射极端子E2。当有必要提高测量精度时，使用开尔文(Kelvin)连接。在该情况下，切换器8和各端子通过力线(forceline)F和读出线(senseline)S两条线来连接。对于热阻测试而言，直流测试器7和切换器8的配置也与直流参数测试装置的情况相同。
在现有的测试电路配置中，对于图17等所示的开关测试，有必要将电解电容器、缓冲电路、测试电感器等连接到DUT，这意味着由于它们会影响图21中所示的直流特性测量，因此无法使用相同的接触装置。由于这个原因，使用相互独立的测试器和接触单元来进行开关测试以及直流参数测试和热阻测试是有必要的。
图22是示出图17和19的测试电路中的电路配线结构的俯视图。图中未示出连接到IGBT模块的输出端子U、V和W的负载电感器和短路测试转换开关SW1至SW5。
与图17的虚线10a所包围的电路配线部分相对应的由铜图案构成的电路配线结构在图22中示出。铜板11构成正电极侧铜图案，并且设置在直流电源3和保护开关电路2之间。铜线3a的一端通过电解电容器的正电极端子部用螺钉固定到铜板11的端子部11a，铜线3a的另一端连接到直流电源3的正极侧。切换电路2由例如IGBT构成，并且包括栅极端子G、主电路发射极端子E1、栅极驱动辅助发射极端子E2和集电极端子C。铜棒12连接铜板11和开关电路2，一端用螺钉固定到端子部11d且另一端用螺钉固定到开关电路2的集电极端子C。
栅极驱动单元52通过导线连接到开关电路2的栅极端子G和辅助发射极端子E2，而且还连接到控制单元5。开关电路2的发射极端子E1通过铜棒13连接到IGBT模块1的P端子接触部1P且铜棒13用螺钉固定。铜棒14通过用螺钉固定而连接在IGBT模块1的N端子接触部1N和构成负电极侧铜图案的铜板15的端子部15d之间。铜板15以隔着未示出的绝缘体近似叠加在铜板11上的状态设置，并且铜线3b的一端通过电解电容器的负电极端子部用螺钉固定到铜板15的端子部15c，铜线3b的另一端连接到直流电源3的负极侧。图17所示的电解电容器4等通过端子部11a和15a、端子部11b和15b以及端子部11c和15c连接到两个铜板11和15。尽管图17所示的电解电容器具有三个电容器并联连接的规格，但是没有特别局限于三个电容器，并且根据测试所需的电荷来确定并联或串联连接的电容器的数量，而测试所需的电荷由测试电流、电压和电路电感确定。
此外，缓冲电路9和冲击电压保护二极管2d设置在连接到IGBT模块1的接触部1P和1N的铜棒13和14之间的位置。缓冲电路9和冲击电压保护二极管2d通过分别经由铜棒13a和13b以及铜棒14a和14b用螺钉固定到铜棒13和14而被连接。
铜板11和铜棒12，铜板15和铜棒14、以及铜棒13、13a和13b可以各自一体地配置(作为一个铜板)，不需要用螺钉固定来连接。
图22所示的配线方法容易改变，并且可以适应各种DUT。即，其优点在于，仅通过制备配线部件例如具有多种图案形式的铜板11和15以及铜棒12至14，就可以构成具有比较高的自由度的测试电路。
然而，另一方面，由于测试电路中的配线作为一个总体来说较长，因此在DUT关断时由配线电感引起的冲击电压(过电压)容易出现。此外，当DUT导通时的电流在被测试电压和配线电感限制的同时上升，并且电流变化率(di/dt)变得更平缓。由于这个原因，会发生这样的问题：上升时间(tr)等特性的测量变得困难，或者在FWD反向回复测试中施加的应力不足。自然地，为了应对这些问题，迄今已经出于吸收DUT关断时的电压冲击的目的来连接缓冲电路(参考FujiElectricSystemsCo.，Ltd.“FujiIGBTModuleApplicationManual”(第5-8至5-14页)，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)。此外，也已经采用例如将比较大容量的电容器连接在DUT的P端子和N端子之间的邻近位置的方法，以便使DUT导通时的di/dt变陡峭。
然而，即使在相同的交流参数测试中，仍有必要将所有负载电感、其转换开关、端子短路转换开关、电解电容器和缓冲电路设置在紧邻DUT的位置以便减少测试电路的寄生电感。这是因为寄生电感是测试过程中发生的冲击电压以及作为一种测试条件的电流变化率(di/dt)变得更平缓的一个起因，并且会引起电压和电流振荡、损坏DUT等问题。
然而，利用该处理问题的方法，存在这样的问题：各部分的数量增加，由于有必要消除流过缓冲电路的电流以便仅测量流过DUT的电流，因此电流测量变得复杂，等等。此外，当DUT被损坏时，连接到DUT的P和N接触部的电容器中所储存的全部电荷从电容器流到DUT中。因此，当设置在紧邻位置的电容器的容量大时，当DUT被损坏时的爆裂声音大，并且存在这样的问题：不仅对DUT而且对外围电路部的损坏状态都是显著的。因此，除了以低容量范围的IGBT作为DUT的有限的半导体测试装置以外，图17的开关测试等和图19的负载短路测试等迄今都各自采用独立的测试器来执行。
以这样的方式，当顺次执行交流参数测试(开关测试)、交流参数测试(负载短路测试)、热阻测试和直流参数测试时，迄今，独立的测试器和测试接触装置对于各测试来说都是有必要的，并且还无法在各测试器中使用相同的部件或测量电路。因此，当引入半导体测试装置时的初期投资即设备成本增加了。此外，由于DUT需要装载到多个测试接触装置中并从多个测试接触装置卸载以及需要时间切换机械开关，因此测试效率降低并且执行测试的人员成本也会增加。此外，存在着当将DUT搬送到半导体测试装置时的搬送单元也变得复杂和昂贵等问题。
发明内容
本发明是考虑到这些问题而做出的，其目的在于提供一种半导体测试装置、半导体测试电路连接装置和半导体测试方法，其通过实现测试器部件和测量电路的共享来使测试接触装置的数量能够减少并使设备成本能够降低。
根据本发明的一个方面，可以提供一种用于对作为被测试装置的功率半导体装置顺次进行交流测试、直流测试和热阻测试的半导体测试装置，所述测试装置包括：保持单元，其将被测试装置固定在预定位置；多个测试单元，其产生用于被测试装置的测试信号，并确定测试结果；和连接单元，其在多个测试单元之间进行切换，并将多个测试单元电连接到由保持单元固定的被测试装置的预定电极，其中将测试单元顺次连接到被测试装置，并进行多种测试。
此外，根据本发明的另一方面，一种用于对作为被测试装置的功率半导体装置顺次进行交流测试、直流测试和热阻测试的半导体测试方法包括：将被测试装置保持在预定位置的步骤；把进行交流测试、直流测试和热阻测试中的一种测试的测试单元电连接到由保持单元固定的被测试装置的预定电极的步骤；从测试单元产生预定测试信号并将所述预定测试信号提供给被测试装置，并且确定其测试结果的步骤；和切换到除所述测试单元以外的测试单元并将其连接到被测试装置的步骤，由此通过进行交流测试、直流测试和热阻测试中的每种测试的测试单元，对被测试装置进行多种测试。
根据本发明的半导体测试装置、半导体测试电路连接装置和半导体测试方法，可以通过使测试功能一体化来减少测试接触装置的数量。此外，可以减少初期投资，例如投资成本和人员成本。此外，可以实现测试器部件和测量电路的共享，并且可以降低设备成本。
附图说明
图1是示出用于高速进行负载短路测试的测试电路的配置的电路图；
图2A和2B是示出提供给图1的测试电路的测量信号的实例的时间图；
图3是示出用于一体地执行开关测试和负载短路测试的一体测试电路的配置的电路图；
图4是示出图3的一体测试电路中的开关信号和相选通信号的实例的时间图；
图5是示出用于一体地执行直流参数测试和交流参数测试的测试电路的配置的电路图；
图6是示出用于实现图5的测试电路的直流/交流一体测试器的结构的侧视图；
图7是示出由平行板配线构成的交流测试电路单元的俯视图；
图8是示出沿着图7的I-I截面的接触结构的侧截面视图；
图9是示出在图6的直流/交流一体测试器中使用的中间电极板的详细配置的俯视图；
图10是示出图5的测试电路中的负载短路测试中所使用的输出端子的短路开关的实例的侧视图；
图11是示出与图10的短路开关不同的输出端子间的短路棒的透视图；
图12A和12B是示出平行板电路(图7)与当铜棒如图22那样被连接时的情况的反向恢复测试中的电流和电压波形的比较情况的图；
图13A和13B是示出平行板电路(图7)与当铜棒如图22那样被连接时的情况的关断测试中的电流和电压波形的比较情况的图；
图14是示出使用平行板配线的交流测试电路的配置的侧截面视图；
图15是示出图14的测试电路中的开关信号和相选通信号的实例的时间图；
图16是示出当将图14的测试电路应用于二合一(2-in-1)型IGBT模块测试时的测试电路的配置的电路图；
图17是示出现有的开关测试用的测试电路的配置的电路图；
图18是示出提供给图17的测试电路的测量信号的实例的时间图；
图19是示出现有的负载短路测试用的测试电路的配置的电路图；
图20是示出图19的测试电路中的开关信号和相选通信号的实例的时间图；
图21是示出现有的直流参数测试装置测试电路的实例的电路图；并且
图22是示出图17和19的测试电路中的电路配线结构的俯视图。
具体实施方式
以下，将参考附图对本发明的实施例进行描述。
第一实施例
首先，将描述负载短路测试的加速，所述负载短路测试是IGBT模块交流参数测试之一。图1是示出用于高速进行负载短路测试的测试电路的配置的电路图。
把当驱动三相交流电动机时所使用的六合一型IGBT模块1作为DUT连接在测试电路中。即，IGBT模块1的P端子连接到直流电源的正极侧，且N端子连接到直流电源的负极侧，并且输出端子(U、V和W)在IGBT模块1的紧邻位置处相互短路。直流电源3通过保护开关电路2连接在IGBT模块1的P端子和N端子之间。此外，具有相当大容量的电解电容器4通常与直流电源3并联连接以便供应足以能够从电源单元流通规定电流的电荷。
此外，IGBT模块1的IGBT是这样的IGBT：各个单独的栅极驱动单元51连接到各X、Y和Z相以及U、V和W相的栅极端子和辅助发射极端子(栅极驱动发射极端子)。此外，独立的栅极驱动单元52连接到开关电路2的栅极端子和辅助发射极端子。
缓冲电路9连接在IGBT模块1的P端子和N端子之间，主要目的是抑制冲击电压。缓冲电路9也可以连接在被测试相(IGBT)的集电极和发射极之间(参见FujiElectricSystemsCo.，Ltd.“FujiIGBTModuleApplicationManual”(第5-8至5-14页)，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)。
在这种状态下，简单地通过用栅极驱动信号进行控制来顺次对各个相进行负载短路测试。因此，不需要用机械开关进行切换，并且可以高速地(在短时间内)进行负载短路测试。
接下来，将利用图2A和2B的时间图来描述特定的负载短路测试顺序。图2A和2B是示出提供给图1的测试电路的测量信号的实例的时间图。
当测试IGBT模块1的U相IGBT时，预先使X、Y和Z相IGBT中作为相对臂的多个(两个或三个)IGBT处于导通状态，并且在这种状态下，将导通信号向U相IGBT的栅极端子施加规定时间。继续地，按照与U相相同的方式也对V相和W相进行测试。
接着，当测试X相时，预先使U、V和W相IGBT中作为相对臂的多个(两个或三个)IGBT处于导通状态，并且在这种状态下，将导通信号向X相IGBT的栅极端子施加规定时间。也可以按照与X相相同的方式对IGBT模块1的Y相和Z相进行负载短路测试。
利用如图1所示的测试电路，可以对IGBT的所有六个相进行负载短路测试而无需用机械开关进行任何切换。因此，与通过用机械开关进行导通和关断而建立被测试相后进行测试的现有方法相比较，利用这种负载电路测试方法的优点在于即使在一个IGBT模块1中包含有大量晶体管时，也不需要切换时间。
有必要的是，为保护开关选择的短路电流具有充分大于正被测量的DUT的短路电流的额定值(rating)。
第二实施例
接下来，将描述执行与负载短路测试一体地进行的作为另一种交流参数测试的开关测试的测试电路。
图3是示出用于一体地执行开关测试和负载短路测试的一体测试电路的配置的电路图。
同样在该一体测试电路中，将六合一型IGBT模块1作为DUT，DUT的P端子连接到直流电源3的正极侧，且N端子连接到直流电源3的负极侧。此外，负载电感器6用星型接法连接到各个输出端子(U、V和W)，并且使输出端子之间短路的开关SW11和SW12与负载电感器6并联连接。尽管在图3中在来自V端子的配线中没有开关，但也可以插入开关。此外，栅极驱动单元51分别单独地连接到各个相的IGBT的栅极端子和辅助发射极端子(栅极驱动发射极端子)。
图4是示出图3的一体测试电路中的开关信号和相选通信号的实例的时间图。
首先，将电源电压设置为规定值，使开关SW11和SW12处于断开状态，并且进行开关测试。当对U相IGBT进行开关测试时，预先使Y相和Z相IGBT处于导通状态，并且在这种状态下，向U相IGBT的栅极端子施加导通信号直至达到规定电流。通过施加多个脉冲，从第二选通信号开始往后，还可以与U相IGBT的导通同时地对作为相对臂的X相执行FWD反向恢复特性测试。
以相同的方式，对V相IGBT和W相IGBT进行开关测试。此时，在测试V相时在预先使X相和Z相IGBT处于导通状态之后，以及在测试W相时在预先使X相和Y相IGBT处于导通状态之后，顺次进行测试。接着，对X相、Y相和Z相IGBT进行开关测试，但在此时，在测试X相时在预先使V相和W相IGBT处于导通状态之后，在测试Y相时在预先使U相和W相IGBT处于导通状态之后，以及在测试Z相时在预先使U相和V相IGBT处于导通状态之后，顺次进行测试。
由此完成开关测试，并且接着，开关SW1和SW2被闭合以便进行负载短路测试。通过这样做，可以按照与关于图1的测量电路描述的方式相同的方式进行负载短路测试。此时，也存在通过使用未示出的开关等切断各个输出端子U、V和W以及负载电感器6来进行短路测试的情况。
接下来，将描述交流参数测试和直流参数测试的一体化。
第三实施例
图5是示出用于一体地执行直流参数测试和交流参数测试的测试电路的配置的电路图，并且图6是示出用于实现图5的测试电路的直流/交流一体测试器的结构的侧视图。
利用该测试电路，通过用开关进行切换来设置图21所示的现有的直流测试电路和图3所示的交流测试电路之间的变更，以六合一型IGBT模块1作为DUT，可以使用相同的接触装置来顺次执行直流参数测试(也包括热阻测试)和交流参数测试(开关测试和负载短路测试)。
图5示出了可以接通和关断的多个开关。此外，仅仅力线被显示为从IGBT模块1的各端子(位于虚线和圆圈符号的交点)到直流测试器17的连接线。然而，实际上，来自各端子的读出线也连接到直流测试器17。
IGBT模块1通过读出线连接到各个直流测试器17和未示出的交流测试器的测量单元，或者连接到直流测试器和交流测试器共用的测量单元，其中可以测量规定的IGBT的各个特性。例如，将图5所示的所有开关设置到直流测试器17侧，并且进行直流参数测试和热阻测试。随后，将开关切换到交流测试器侧，并且进行交流参数测试。
栅极驱动单元51分别单独地连接到各个相的IGBT的栅极端子和辅助发射极端子(栅极驱动发射极端子)。
尽管实际上存在大量的设置在图5所示的交流/直流一体测试电路中的转换开关，但是特别是对于交流参数测试(开关测试和负载短路测试)，有必要将P端子和N端子与直流电源3和电解电容器4之间的区域设置在紧邻位置，如上文所述。此外，对于交流参数测试(负载短路测试)，也有必要把使U、V和W相IGBT的端子相互短路的开关进一步设置为紧邻U、V和W相IGBT的端子。
这是因为测试电路的电感随着开关结构和布置方法而增加。即，这是因为发生了这样的问题：当为了进行交流参数测试(开关测试)而导通时的电流上升时间(上升时间tr和di/dt)受到电路电感的限制，“不能准确地测量DUT的上升时间tr”，或者对于FWD反向恢复特性测试，“无法在规定条件下测量”或“无法向FWD施加规定的电应力”。
例如，当VCES(阻断电压，blockingvoltage)额定值为1,200V、上升时间tr为0.18μs并且电流额定值(＝测试电流)为600A的DUT利用600V的电压Vcc导通时，电路电感Ls有必要是
Ls＝(Vcc/ΔIC)*tr
＝(600/600)*0.18＝0.18μH
或Ls小于0.18μH。
当电路电感的大小大于该值时，会观察到被测试电路电感Ls限制的电流上升时间，而不是DUT导通的时间。
此外，在测试电路电感为Ls并且测试电源电压为Vcc的情况下，在关断时IGBT的集电极和发射极之间的电压VCE被固定在
VCE＝-Ls*(di/dt)+Vcc，
并且冲击电压被施加在DUT的集电极和发射极之间。因此，当电感Ls的值大时，VCE值也增加，并且在测试过程中可能会发生IGBT模块毁坏。
然而，当如现有技术那样使用由大电流继电器或接触器形成的开关和由铜棒等形成的配线来构成图3所示的那种一体测试电路时，存在的问题在于电路电感处于大约0.15至0.4μH的区域中。
因此，将描述图6所示的根据本发明的一体测试装置的特定配置的实例。
在一体测试装置10中，交流测试器16和直流测试器17与测试装置的主体分离地设置，分别固定到左壁面10L和右壁面10R的外侧，并且通过在壁面10L和10R中设置连接器或通孔，并将连接到内部的配线穿过连接器或通孔，来将主体连接到安装在外部的交流测试器16和直流测试器17的主体。装置的主体也可以与包括交流测试器和直流测试器功能的基板一起收纳在单个支架(rack)中。
此外，在一体测试装置10中，DUT安装基台22和交流测试电路单元24被设置成夹持位于中央的中间电极板20以便能够在上下方向上升降。利用支撑板21将中间电极板20固定在一体测试装置10的底面10B上。DUT安装基台22位于中间电极板20的下面，并且在IGBT模块1被安装的状态下通过气缸23来上下升降。在IGBT模块1的各个外部端子1N、1P、1U、1V和1W处于面朝上状态的情况下，IGBT模块1被保持在DUT安装基台22上的预定位置，并且通过利用气缸23进行升降，各个外部端子呈现连接到或不连接到中间电极板20的状态。
这里，所使用的IGBT模块1是包括控制端子1s(例如驱动IC的Vcc、GND、Alarm和IN)的智能功率模块(以下称为IPM)，并且各个控制端子1s设置成可以连接到包含贯穿中间电极板20的弹簧的垂直探针(所谓的伸缩探针)18。探针18构成当通过气缸23升高DUT安装基台22时，与IGBT模块1的预定控制元件1s连接的触头。此外，探针18通过连接器19连接到交流测试器16和直流测试器17。尽管图中未示出，但是栅极驱动电路板(相当于图5的GDU)及其转换开关(相当于图5的GDU和直流测试配线的转换开关SW)可以在探针18和连接器19之间设置在中间电极板20上或中间电极板20的周围。这是因为当GDU51和52远离IGBT模块1设置时，选通信号振荡或跳跃，上升和衰减被延迟等，这导致不稳定的波形。
交流测试电路单元24在一端部电连接到交流测试器16，并且在另一端部具有按照与中间电极板20的上表面相对的方式突出的接触部10P、10N、10U、10V和10W。此外，连同保护开关电路2和电解电容器4，整个交流测试电路单元24通过固定到一体测试装置10的顶板10T的气缸25而被可升降地保持。
这里，保护开关电路2具有这样的结构：在检测到DUT被损坏后的过电流或者DUT阻抗下降时关断装置。如迄今已知的那样，通过从电解电容器4的正极侧(P电极侧)到P端子设置保护开关电路2，可以防止当DUT被损坏时的二次损坏，例如测试器故障、接触部发火花或DUT爆裂。
多个金属块20P、20N、20U、20V和20W设置在中间电极板20中，从其上表面贯穿到其下表面，并且它们是执行连接交流测试电路单元24和IGBT模块1的功能的电极。由于该原因，金属块20P、20N、20U、20V和20W从中间电极板20的下表面侧与IGBT模块1的外部端子1N、1P等的配置相对应的位置突出，并且接触部件设置在各个突起部的下表面上。接着，在中间电极板20的上表面上，配线以铜图案从金属块20P、20N、20U、20V和20W延伸到交流测试电路单元24的接触部10P、10N、10U、10V和10W的位置。
此外，直流接触部26在前端具有用于与中间电极板20接触的探针26a，选择交流测试器17和中间电极板20连接或不连接的状态，并且按照与交流测试电路单元24相同的方式被保持，使得它可通过固定到一体测试装置10的顶板10T的气缸27升降。尽管在图6中仅示出了与直流测试器接触的一个触头26，但是在六合一型IGBT模块1(IPM)的情况下，实际上存在着与DUT的各端子P、N、U、V和W相对应的五个触头。
以这样的方式，使用金属块和铜图案配线来与IGBT模块1中大电流所流过的外部端子1P、1N、1U、1V和1W的力线接触。此外，为控制端子(例如IPM内所包含的驱动IC的Vcc、GND、Alarm和In)以及各端子的读出线，配置由包含弹簧的垂直探针18形成的触头。
到目前为止，当DUT中包括有功率半导体装置等时，存在着需要10,000A以上的测试电流的情况。因此，对于在图1所示的测试电路中进行交流参数测试(动态参数测试)的装置，能够容忍测试电流的铜板11和15、铜棒12至14或铜线3a和3b被用作与保护电路2、电解电容器4和测试负载、以及IGBT模块1等各部分连接的测试电路配线部件，如图22所示。
同样对于如图6所示的一体测试装置，有必要减少测试电路的电路电感以便满足关于图5的测试电路所描述的要求。这里，需要减少的电路电感是从电解电容器4的正电极+经过保护开关电路到IGBT模块1的P端子的电路的电感，以及从IGBT模块1的N端子到电解电容器4的负电极的电路的电感，上述电路是位于图6所示的中间电路板20上的电路
因此，图6的交流测试电路单元24采用连接接触部10P、10N、10U、10V和10W以及平行板28和29来构成交流接触装置。即，平行板28和29安装在交流测试电路单元24的下表面上，作为用于将接触部10P、10N、10U、10V和10W连接到交流测试器16的正负配线。
这里，与IGBT模块1的P端子相对应的正侧电极板由设置在与中间电极板20相对的侧上的平行板28构成。此外，隔着绝缘片30设置在平行板28上的平行板29构成与IGBT模块1的N端子相对应的负侧电极板。负载电感器连接到交流测试电路单元24的接触部10U、10V和10W，或者包括下面将要描述的短路棒的开关机构31被设置。
此外，与缓冲电路9相对应的电容器32连接到交流测试电路单元24的接触部10P和10N。高速型(例如薄膜电容器)被用作电容器32，并且放电电路连接到电容器32的任一端。此外，冲击电压保护用的二极管2d设置成将平行板28和29连接在保护开关电路2的附近。
以这样的方式，IGBT模块1的接触外部端子1N、1P、1U、1V和1W分别通过中间电极板20电连接到交流测试电路单元24的接触部10P、10N、10U、10V和10W，施加交流测试器16的电信号、电压或电流，并且可以测量IGBT模块1的电特性。
图7是示出由平行板配线构成的交流测试电路单元的俯视图。图8是示出沿着图7的I-I截面的电路配线结构的侧截面视图。
P侧平行板28由彼此隔开微小间隔的、设置在同一平面中的、形成L形的两个电极板28A和28B构成，而N侧平行板29隔着绝缘片30设置在电极板28A和28B的上表面上。电极板28A的一个端子部28a连接到电解电容器4的正电极，并且电极板28A在相反侧的端子部处连接到保护开关电路2的集电极C。此外，与电极板28A电断开的电极板28B在靠近电极板28A的端子部处连接到开关电路2的发射极E1，而位于相反侧的端子部28d连接到DUT的P端子侧上的接触部1P。
作为N侧电极的平行板29的一个端子部29d连接到DUT的N端子侧上的连接接触部1N，而平行板29在相反侧的端子部29a处连接到电解电容器4的负电极。这里，通过堆叠在绝缘片30的任一侧的电极板28A和28B以及平行板29，它们在夹着绝缘片的状态下彼此尽可能紧密地接触。
这里，N侧的平行板29设置在上侧，但这是为了能够减少触电的风险。然而，仅仅考虑功能性方面，P侧电极板28A和28B也设置在上侧是没有问题的。
测量电路的特性在于，当从电解电容器4连接到DUT的P和N端子时，可以确保平行设置的P和N侧电极板28A和28B以及平行板29的大的面积。电流在P和N侧电极板28A和28B以及平行板29中沿相反方向流动，并且由于磁场在彼此平行设置的区域中相互抵消，因此可以减少那里的电路电感。
在如图7所示的交流测试电路中，唯一没有平行设置的配线是用于连接到DUT的P和N端子接触部件的端子部28d和29d，并且这些配线的长度是大约仅20mm。因此，可以将没有平行设置的配线部的总长度保持在40mm范围内。
在如图7所示的交流测试电路中，可以根据需要安装外围部件和附属电路。如图8所示，可以通过适当地在N侧平行板29和绝缘片30中设置孔H1至H4，来将冲击电压保护二极管2d、缓冲电路32和保护开关电路2连接到P侧电极板28A和28B。
此外，当使用如图7所示的交流测试电路进行开关测试时，有必要将负载电感器6连接在交流测试电路单元24中的DUT的中间端子(U、V和W端子)之间。当使用如图1所示的测试电路来进行负载短路测试时，有必要使用短路棒等来使中间端子(U、V和W端子)之间短路。为了这样做，随同直接连接到负载的配线触头或短路棒的升高或降低，通过设置与电极板28A和28B以及平行板29建立接触状态或非接触状态的取出电极，在上侧平行板29的必要部分中制作孔等，来建立与下侧电极板28A和28B的连接路径就足够了，如下面将要描述的图10或图11所示。
以这样的方式，通过在如图6所示的一体测试装置10中在直流测试器17和交流测试器16之间切换与IGBT模块1的连接，可以同时进行多种测试。
图9是示出在图6的直流/交流一体测试器中使用的中间电极板的详细配置的俯视图。
金属块20P、20N、20U、20V和20W从设置在与IGBT模块1的外部端子1N、1P、1U、1V和1W接触的中间电极板20的下侧的部件贯穿到与交流测试电路单元24连接的一侧，在中间电极板20的上表面上形成电极表面。铜图案33p、33n、33u、33v和33w作为配线部从中间电极板20上的各个金属块20P、20N、20U、20V和20W的电极表面延伸。铜图案33p、33n、33u、33v和33w的端部延伸到中间电极板20的上表面上的直流测试器连接接触区域34。接触区域34是与例如图6所示的接触探针26a接触的区域。
铜图案33p、33n、33u、33v和33w上所示的虚线区域10P、10N、10U、10V和10W表示当交流测试电路单元24下降时与交流接触装置的各个接触表面接触的位置。尽可能地，这些位置被布置在使交流测试电路单元24的接触部件10P、10N、10U、10V和10W以及DUT的端子1P、1N、1U、1V和1W可以紧靠地连接在一起的位置。
此外，多个垂直探针18a设置在与IGBT驱动IC的控制端子相对应的位置，并且多个垂直探针18b在与开尔文测量感测端子相对应的位置处设置成包围铜图案33p、33n、33u、33v和33w。关于来自IGBT模块中所包含的驱动IC的控制端子的配线，当有必要在IGBT模块1的紧邻位置设置电路基板(参考FujiElectricDeviceTechnologyCo.，Ltd.“FujiIPMApplicationManual”(第4-1至4-7页)，[在线]，2004年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fujielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)时，电路基板可以设置在中间电极板20上或者设置在中间电极板20的周围，如上文所述。此外，在IGBT模块1不包含驱动IC的DUT的情况下，栅极驱动基板(GDU)和用于对去往GDU和直流测试器的配线进行转换的转换开关也可以设置在中间电极板20上或者中间电极板20周围。
作为上述直流/交流一体测试器的特性，先前描述的“中间电极板”设置在作为DUT的IPM和测试电路之间。通过中间电极板来选择DUT与各直流测试器和交流测试器之间的连接状态或非连接状态，可以实现具有低电感的直流/交流一体测试器。DUT用的与DUT的外部端子相对应的接触部件安装在中间电极板的下侧表面上。
根据DUT外部端子的形状和通电状态(电流和电压)，足以适当地选择具有例如探针型、块型、插座型和叶簧型等形状的接触部件。
接下来，将描述如图6所示的直流/交流一体测试器的动作。
首先，作为初始状态，使DUT安装基台22处于通过降低气缸23而与中间电极板20分离的状态，并且使接触部10P、10N、10U、10V和10W以及直流接触探针26a也处于通过升高气缸25和27而与中间电极板20分离的状态。此外，预先用来自交流测试器16的测试电压对电解电容器4充电。然而，使保护开关电路2处于关断状态，并且缓冲电路32的放电电路开关保持在导通状态。
接着，将IPM设置在DUT安装基台22上作为DUT，提供启动信号，并且与气缸23的升高同时地降低气缸27。通过这样做，接触探针26a与直流测试器连接接触区域34接触，并且IPM的外部端子通过中间电极板20连接到直流测试器17。
接着，在完成IPM的外部端子和直流测试器17之间的连接之后，将测试启动信号传送到直流测试器17，并且进行直流参数测试和热阻测试。
当完成直流参数测试时，接收从测试器发出的测试结束信号，在将气缸23维持在升高状态的情况下，通过升高气缸27来将直流测试器17从中间电极板20断开。此外，降低保持交流测试电路单元24的气缸25。通过这样做，交流测试器16通过中间电极板20连接到IPM。
接着，使交流测试器16的放电电路开关处于关断状态，使缓冲电容器32处于可充电状态，此外，使保护开关电路2处于关断状态。此时，使所有靠近交流测试器16的U、V和W端子的短路开关处于关断状态。在该状态下，如图18所示的测量信号从交流测试器16输出，并且进行开关测试。
在完成开关测试后，将所有靠近U、V和W端子的短路开关切换到导通状态，如图2A和2B所示的测量信号从交流测试器16输出，并且进行负载短路测试。
接着，从交流测试器接收测试结束信号，使保护开关电路2进入关断状态，使电容器32的放电电路处于导通状态，所有测试结果与各个单独的标准值交叉校验，并且将IPM评估为良好或有缺陷。各个测试器16和17通常包括这种评估功能。通过设置共用指示器来显示测试结果。可选地，当使用自动搬送器将IPM搬送到一体测试装置10时，也可以通过用电信号将结果传送到自动搬送器，来根据测试结果将独立良好的和有缺陷的物品分开排出。最后，在升高气缸25后，降低气缸23，并且移除设置在DUT安装基台22上的IPM。
以这样的方式，利用一体测试装置10，不仅可以减少必要数量的连接DUT和各个测试器的接触装置，而且可以一体地操作目前作为独立测试器操作的直流测试器和交流测试器。此外，通过减少共用部件，可以减少设备的投资。此外，通过减少处理DUT的次数，可以实现操作成本的降低以及搬送装置的简化和价格降低。
第四实施例
图10是示出图5的测试电路中的负载短路测试中所使用的输出端子的短路开关的实例的侧视图。
尽管继电器开关被用作图6的直流/交流一体测试器的端子间短路开关，但是如前所述对于短路开关而言要求低电感特性。由于该原因，利用图10所示的短路开关，通过用气缸36从设置在平行板29中的接触部10U、10V和10W的上方升高或降低短路棒35，IPM的各个电极通过中间电极板20的金属块20U、20V和20W而被短路。
第五实施例
图11是示出与图10的短路开关不同的输出端子间的短路棒的透视图。
当要求进一步低于图10的电感特性的电感特性时，也可以利用如图11所示的短路棒37来在中间电极板20的电极20U、20V和20W之间进行直接短路连接。短路棒37的各个接触表面37c所接触的位置由图9所示的中间电极板20上的虚线表示。在该情况下，按照与图6所示的气缸25和27相同的方式，用于升高或降低短路棒37的气缸38固定在一体测试装置10的顶板10T。当在中间电极板20的电极图案上存在制约时，或者当难以使短路棒与图6的37c接触时，短路棒可以在尽可能靠近接触表面37c的位置处与铜线图案33u、33v和33w上的任意位置接触。
图12A和12B是示出平行板电路(图7)与当铜棒如图22那样连接时的情况的反向恢复测试中的电流和电压波形的比较情况的图。
当用作DUT的IGBT的额定值是450A和1,700V时，在使用斩波电路的FWD反向恢复测试中，现有的由铜棒构成的测试器(图22的电路)的di/dt＝2,700A/μs。与此相对比，图7的平行板型的di/dt约为四倍大，为11,000A/μs，并且可以施加充足的应力。
图13A和13B是示出在平行板电路(图7)与当铜棒如图22那样连接时的情况的关断测试中的电流和电压波形的比较情况的图。
按照相同的方式，同样在使用斩波电路的IGBT关断测试中，在现有的电路中产生高达1,775V的冲击电压，其大于DUT的额定电压，但是当使用平行板类型时，可以将冲击电压抑制到1,605V，其低于额定电压。即，除了防止施加过大应力之外，还可以测量开关时间(下降时间)。
以这样的方式，通过将平行板电路应用于功率半导体交流测试装置，可以将电路电感减少至大约1/4，为30至100nH。
第六实施例
接下来，将描述在1-in-1型IGBT模块的测试装置中使用平行板配线的应用。
图14是示出使用平行板配线的交流测试电路的配置的侧截面视图。
测试电路在以下方面不同于图8所示的交流测试电路单元。即，构成正侧电极板的电极板28B在与中间电极板20和保护开关(IGBT)2接触的部分10P和10N之间被切割，并且在此设置充当与DUT相对的臂的相对臂开关(1-in-1型IGBT)38。相对臂开关38的集电极连接到平行板28B的电源侧，并且发射极连接到接触部10P侧，由此，相对臂开关38在平行板28B上与保护开关2串联连接。
此外，开关SW21设置在相对臂开关38的发射极和集电极之间，并且用于在负载电感器6的连接和非连接状态之间切换的开关SW22和SW23设置在连接到与P电极的接触的部分10P的平行板28B以及连接到与N电极接触的部分10N的平行板29之间。通过使开关SW21至SW23导通和关断，可以采用由相对臂开关38、DUT1和负载电感器6构成的斩波电路来实现对交流测试器的开关测试(详细信息请参考FujiElectricSystemsCo.，Ltd.“FujiIGBTModuleApplicationManual”(第2-5至2-6页)，[在线]，2010年2月，[于2010年9月17日搜索]，因特网URL：http://www.fuielectric.co.jp/products/semiconductor/technical/application/index.html)。
在构成负载电路的开关SW21至SW23中，开关SW21由如图10或图11所示的短路棒35或37构成。此外，尽管当用作直流/交流一体测试装置10时中间电极板20是必需的，但是在交流专用测试器的情况下，可以通过将使用平行板配线的交流测试电路单元直接连接到DUT1的外部端子1N和1P来执行测试。
图15是示出图14的测试电路中的开关信号和相选通信号的实例的时间图。
通过这样的方式来进行开关测试：首先，在使开关SW22处于导通状态之后，使放电电路开关处于关断状态并使保护开关2的选通信号接通，接着使提供给DUT1的选通信号接通和关断。接着，通过这样的方式来进行FWD反向恢复测试：在使开关SW23处于导通状态之后，使放电电路开关处于关断状态，并且在使保护开关2的选通信号处于接通状态的情况下，使相对臂开关38的选通信号接通和关断。
接着，通过预先使开关SW21处于导通状态，使相对臂开关38的两端短路，接着在使保护开关2处于导通状态后，对DUT1的栅极施加规定的导通信号，来进行负载短路测试。
以上，已经描述了将六合一和1-in-1型的IGBT模块用作DUT1的实施例。然而，本发明也可以容易地应用于二合一(2-in-1)或七合一(7-in-1)型IGBT模块，而且还可以应用于进行交流/直流转换的包含六合一(6-in-1)二极管模块和七合一IGBT的功率集成模块(PIM)。
图16是示出当将图14的测试电路应用于二合一型IGBT模块测试时的测试电路的配置的电路图。
附图的测试电路由开关SW31至SW34和负载电感器6构成。开关SW31至SW33与图14所示的1-in-1型IGBT模块的测试装置中的开关SW21至SW23相对应。即，仅仅新添加了开关SW34。此外，开关SW31和SW34由图10或图11所示的短路棒35或37构成。负载电感器6的连接位置可以通过使开关SW32和SW33处于导通或关断状态来选择。短路棒35和37以及开关电路可以在中间电极板20上切换，或者可以在平行板28和29上接触。
此外，当用三个二合一型IGBT模块构成六合一型IGBT模块时，可以使用图6的装置进行测试而不用借助图16的测试电路。
此外，七合一型或PIM的测试也可以通过应用上述方法来执行。关于七合一型或包含在PIM中的直接制动(directbrake)FWD和IGBT，短路棒和负载电感器电路设置在FWD的任一端，并且按照与二合一型的情况相同的方式，用符合图16的测试电路进行测试。此外，对包含在PIM中的二极管模块和热敏电阻部仅进行直流测试。以相同的方式，可以通过使用图6的测试装置的方法来执行包含在PIM中的七合一型或六合一IGBT的测试。

Claims (3)

1.一种用于对作为被测试装置的功率半导体装置顺次进行交流测试、直流测试和热阻测试的半导体测试装置，所述测试装置包括：
保持单元，其将所述被测试装置固定在预定位置；
多个测试单元，其产生用于所述被测试装置的测试信号，并确定测试结果；和
中间电极板，其在一个表面侧包含有与所述被测试装置的外部端子相对应的电极，并且在另一表面侧包含有用于连接到所述测试装置的连接用端子，所述连接用端子被配置成能够与所述多个测试单元电连接或断开，所述中间电极板在所述多个测试单元之间进行切换，并将所述多个测试单元电连接到由所述保持单元固定的所述被测试装置的所述外部端子，
使所述保持单元相对于所述中间电极板从所述中间电极板的下表面侧升高，保持所述被测试装置的外部端子与所述中间电极板的所述电极的电连接，并且，使连接到所述测试单元的各接触部相对于所述中间电极板选择性地在上下方向升高或降低，由此，将所述测试单元顺次连接到所述被测试装置，并进行多种测试。
2.如权利要求1所述的半导体测试装置，其中
所述中间电极板包括：
平行板电路，其连接所述测试单元的交流测试器和所述被测试装置的接触电极。
3.一种使用权利要求1或2所述的半导体试验装置对作为被测试装置的功率半导体装置顺次进行交流测试、直流测试和热阻测试的半导体测试方法，所述方法包括：
使用所述保持单元将所述被测试装置保持在预定位置的步骤；
把进行所述交流测试、直流测试和热阻测试中的一种测试的测试单元电连接到由所述保持单元固定的所述被测试装置的所述外部端子的步骤；
从测试单元产生预定测试信号并将所述预定测试信号提供给所述被测试装置，并且确定其测试结果的步骤；和
切换到除所述测试单元以外的测试单元并将除所述测试单元以外的测试单元连接到所述被测试装置的步骤，由此
通过进行所述交流测试、直流测试和热阻测试中的每种测试的测试单元，对所述被测试装置进行多种测试。
CN201110306143.1A 2010-09-30 2011-09-30 半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法 Active CN102539992B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010222788A JP5413349B2 (ja) 2010-09-30 2010-09-30 半導体試験装置および半導体試験回路の接続装置
JP2010-222788 2010-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102539992A CN102539992A (zh) 2012-07-04
CN102539992B true CN102539992B (zh) 2016-07-06

Family

ID=44719527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110306143.1A Active CN102539992B (zh) 2010-09-30 2011-09-30 半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8970235B2 (zh)
EP (1) EP2437076B1 (zh)
JP (1) JP5413349B2 (zh)
CN (1) CN102539992B (zh)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102890233B (zh) * 2012-09-17 2014-12-10 广州市能迪自动化设备有限公司 一种用于检测电路板的检测装置
JP5696713B2 (ja) 2012-11-06 2015-04-08 株式会社デンソー 半導体装置及びその検査方法
JP5690321B2 (ja) 2012-11-29 2015-03-25 株式会社アドバンテスト プローブ装置および試験装置
US9395404B2 (en) 2012-12-14 2016-07-19 Infineon Technologies Ag Method for testing semiconductor chips or semiconductor chip modules
KR20140084482A (ko) * 2012-12-26 2014-07-07 삼성전기주식회사 전력반도체 모듈의 스위칭 테스트 장치
CN103226185B (zh) * 2013-03-26 2015-11-11 同济大学 一种基于谐波监测的变流器功率模块在线故障诊断方法
CN104422838B (zh) * 2013-09-10 2017-12-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种电力电子功率模块测试运行系统
CN103592591A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 西安永电电气有限责任公司 一种针对无反并联二极管的igbt模块测试电路及方法
CN103744007B (zh) * 2014-01-10 2016-09-21 柳州杰诺瑞汽车电器系统制造有限公司 发电机二极管检测装置及其检测方法
JP6447497B2 (ja) 2014-03-11 2019-01-09 新東工業株式会社 被試験デバイスの検査システム、及びその操作方法
JP6414389B2 (ja) * 2014-04-21 2018-10-31 日本電産リード株式会社 検査治具、基板検査装置、及び基板検査方法
US9846182B2 (en) * 2014-05-30 2017-12-19 Infineon Technologies Ag High di/dt capacity measurement hardware
JP6369151B2 (ja) * 2014-06-10 2018-08-08 富士電機株式会社 半導体チップの試験装置、試験方法および試験回路
JP6451097B2 (ja) * 2014-06-19 2019-01-16 富士電機株式会社 半導体試験装置
CN104297658B (zh) * 2014-10-24 2018-04-27 工业和信息化部电子第五研究所 金氧半场效晶体管热阻测试板
JP6520356B2 (ja) * 2015-04-28 2019-05-29 新東工業株式会社 検査装置および検査方法
DE102015109022B4 (de) 2015-06-08 2018-08-23 Infineon Technologies Ag Modulares Messgerät zum Testen von Prüflingen mittels Schnittstellenelementen
JP6607724B2 (ja) * 2015-07-29 2019-11-20 新電元工業株式会社 半導体試験装置及び半導体試験方法
JP6216994B2 (ja) * 2015-11-20 2017-10-25 インクス株式会社 パワー半導体検査用コンタクトプローブ
CN106959408A (zh) * 2016-01-08 2017-07-18 株洲南车时代电气股份有限公司 Ge轨迹自动检测方法及装置
JP6520743B2 (ja) * 2016-02-02 2019-05-29 三菱電機株式会社 パワーモジュールの通電試験装置
JP6702429B2 (ja) 2016-11-16 2020-06-03 富士電機株式会社 半導体試験回路、半導体試験装置および半導体試験方法
JP6867169B2 (ja) * 2017-01-06 2021-04-28 三菱電機株式会社 ダイオード試験装置、ダイオードの試験方法およびダイオードの製造方法
JP6917714B2 (ja) * 2017-01-06 2021-08-11 新電元工業株式会社 半導体装置の検査装置、及び、半導体装置の検査方法
JP2018124195A (ja) * 2017-02-02 2018-08-09 三菱電機株式会社 信頼性試験装置
CN110291715B (zh) * 2017-03-13 2023-05-05 通力股份公司 电机驱动器
DE102017223327A1 (de) 2017-12-20 2019-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Überprüfen einer Endstufe zum Ansteuern einer Last
CN108414909B (zh) * 2018-02-02 2019-11-29 北京航空航天大学 一种基于电学法的达林顿管稳态热阻测量方法
EP3671195A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Thermoresistiver gassensor
CN109541428B (zh) * 2018-12-18 2021-03-02 北京工业大学 一种采用源漏短接减少hemt热阻测量自激振荡的方法和装置
CN109709141B (zh) * 2019-01-21 2022-10-18 北京工业大学 一种igbt温升和热阻构成测试装置和方法
CN109975349B (zh) * 2019-03-29 2022-01-21 晶晨半导体(上海)股份有限公司 一种测量半导体热阻的方法
US11067629B2 (en) * 2019-06-03 2021-07-20 Teradyne, Inc. Automated test equipment for testing high-power electronic components
CN110286308A (zh) * 2019-06-27 2019-09-27 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 一种压接型单芯片的测试装置
CN110412321B (zh) * 2019-07-17 2021-08-13 上海华力微电子有限公司 触点单元结构及其构成的矩阵探针卡
CN111398763A (zh) * 2020-03-03 2020-07-10 广东芯聚能半导体有限公司 Igbt器件开路和短路检测方法、系统和存储介质
CN113655242B (zh) * 2020-04-29 2024-04-19 株洲中车时代半导体有限公司 Igbt器件动态测试用夹具及方法
CN111579958B (zh) * 2020-05-20 2022-04-05 全球能源互联网研究院有限公司 一种igbt开关特性测试电路及测试方法
CN114152850B (zh) * 2020-08-19 2023-03-21 华中科技大学 一种用于功率模块开关性能测试的动态测试装置
CN111933620B (zh) * 2020-10-19 2021-01-01 晶芯成(北京)科技有限公司 一种介质层缺陷检测的测试结构
JP7414746B2 (ja) * 2021-01-15 2024-01-16 三菱電機株式会社 半導体装置の電気特性検査装置および半導体装置の電気特性検査方法
CN113009308B (zh) * 2021-02-23 2021-11-09 华北电力大学 一种mmc用功率半导体器件可靠性试验装置及方法
US11929698B2 (en) * 2021-03-23 2024-03-12 Snap-On Incorporated Short circuit protection for a BLDC motor
CN113466649B (zh) * 2021-06-29 2022-10-25 西安交通大学 一种判断浪涌电流测试中SiC MOSFET失效原因的方法
CN113359000B (zh) * 2021-07-27 2023-06-16 上汽英飞凌汽车功率半导体(上海)有限公司 一种在线老化测试装置
WO2023085244A1 (ja) * 2021-11-10 2023-05-19 ニデックアドバンステクノロジー株式会社 スイッチモジュール検査装置、及びスイッチング素子検査方法
CN114089145B (zh) * 2021-11-19 2023-06-09 西安西电电力系统有限公司 一种可移式多路晶闸管长期耐压试验设备及试验方法
US11726138B2 (en) * 2021-12-21 2023-08-15 Nanya Technology Corporation Method for testing semiconductor dies and test structure
TW202407350A (zh) * 2022-06-28 2024-02-16 日商尼得科精密檢測科技股份有限公司 檢查治具以及檢查裝置
CN115113014B (zh) * 2022-08-29 2023-04-25 华北电力大学 一种功率器件关断失效特性测试装置及测试方法
CN116298753B (zh) * 2023-02-27 2024-01-30 佛山市联动科技股份有限公司 一种半导体器件反向恢复时间测试装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3142382A (en) * 1962-03-12 1964-07-28 Motorola Inc Comprehensive testing system
US7019547B2 (en) * 2002-12-18 2006-03-28 Teradyne, Inc. Pin driver for AC and DC semiconductor device testing
CN101042421A (zh) * 2006-03-22 2007-09-26 东京毅力科创株式会社 试验对象物的保护电路、保护方法、试验装置和试验方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0317575A (ja) * 1989-06-14 1991-01-25 Mitsubishi Electric Corp Ｌｓｉ試験装置
US5355082A (en) 1992-03-27 1994-10-11 Tandy Corporation Automatic transistor checker
US6404220B1 (en) * 1997-11-20 2002-06-11 Advantest Corporation IC testing method and IC testing device using the same
JP3696507B2 (ja) * 2000-12-28 2005-09-21 株式会社アドバンテスト 試験装置、試験方法、及び生産方法
JP4173726B2 (ja) 2002-12-17 2008-10-29 株式会社ルネサステクノロジ インターフェイス回路
KR100548199B1 (ko) 2004-07-15 2006-02-02 삼성전자주식회사 아날로그/디지털 혼합 신호 반도체 디바이스 테스트 장치
US7256600B2 (en) * 2004-12-21 2007-08-14 Teradyne, Inc. Method and system for testing semiconductor devices
US7571413B1 (en) * 2006-06-28 2009-08-04 Altera Corporation Testing circuitry for programmable logic devices with selectable power supply voltages
JP4867639B2 (ja) * 2006-12-22 2012-02-01 富士電機株式会社 半導体素子評価装置及び半導体素子評価方法
US20090063085A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-05 Teradyne,Inc. Pmu testing via a pe stage
JP2009229259A (ja) 2008-03-24 2009-10-08 Toyota Motor Corp 半導体素子の検査装置およびその検査方法
JP5267053B2 (ja) * 2008-10-31 2013-08-21 富士電機株式会社 半導体試験装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3142382A (en) * 1962-03-12 1964-07-28 Motorola Inc Comprehensive testing system
US7019547B2 (en) * 2002-12-18 2006-03-28 Teradyne, Inc. Pin driver for AC and DC semiconductor device testing
CN101042421A (zh) * 2006-03-22 2007-09-26 东京毅力科创株式会社 试验对象物的保护电路、保护方法、试验装置和试验方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8970235B2 (en) 2015-03-03
JP5413349B2 (ja) 2014-02-12
US20120081139A1 (en) 2012-04-05
JP2012078174A (ja) 2012-04-19
CN102539992A (zh) 2012-07-04
EP2437076B1 (en) 2015-05-13
EP2437076A3 (en) 2013-02-27
EP2437076A2 (en) 2012-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102539992B (zh) 半导体测试装置、测试电路连接装置和测试方法
CN102608445B (zh) 瞬时电压保护器件的测试
TWI427886B (zh) Protective circuit of test object, protection method of test object, test apparatus and test method
CN104167374B (zh) 半导体芯片的试验装置以及试验方法
JP5566412B2 (ja) パワー半導体用試験装置
CN112092625A (zh) 探测设备、开关设备、电供给系统、探测方法和方法
CN102565657B (zh) 测试装置
Schnack et al. Analysis and optimization of electrolytic capacitor technology for high-frequency integrated inverter
Kegeleers et al. Parasitic inductance analysis of a fast switching 100 kW full SiC inverter
Gerten et al. Models of Automotive Power Supply Components for the Transient Analysis of Switching Events and Faults
US8760215B2 (en) Threshold voltage based power transistor operation
CN110247646A (zh) 动态短路保护
CN116209904A (zh) 用于对功率半导体设备的高电压和高电流测试的针式探针卡的安全系统、相关测试机及相应测试方法
CN110501601B (zh) 一种固态功率器件短路保护时间的确定装置及方法
JP4404907B2 (ja) 出力最終段を検査する装置
CN114675152A (zh) 功率半导体器件动态特性测试系统
JP2013124996A (ja) 半導体試験装置
Yuan et al. Improvement for planar bus bars of high power inverters based on segmented evaluation of stray parameters
US6861835B2 (en) Method and system for non-invasive power transistor die voltage measurement
CN217879528U (zh) 一种igbt驱动板老化测试工装板
KR102361760B1 (ko) 자동 테스트 장비에서의 신호 경로 인덕턴스 제어
CN118348374B (zh) 测试电路及其测试装置
Torbjörner Short-circuit current detection in electric vehicles
US20240201239A1 (en) Large-signal inductance measuring device and method for performing a measuring operation for measuring an inductance
CN105629161B (zh) 半导体电路测试装置侦测热切换的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant