CN216286364U - 一种电压调节装置、测试机以及测试系统 - Google Patents

Abstract

一种电压调节装置、测试机以及测试系统，由于电压调节装置应用于测试机的第一电压输出端与第二电压输出端之间，电压调节装置包括：壳体以及设在壳体上的第一接口以及第二接口；第一接口用于与第一电压输出端电连接，第二接口用于与第二电压输出端电连接；电压调节装置还包括设在壳体内部的电压调节模块，电压调节模块的第一端与电压调节装置的第一接口电连接，电压调节模块的第二端与电压调节装置的第二接口电连接；电压调节模块用于降低电压调节装置的第一接口与第二接口之间的电压差的变化速度。可见，第一接口与第二接口之间的电压差的变化速度变慢，半导体器件与第一接口与第二接口连通的瞬间，电压小，空气未导通，不会出现电弧。

Description

一种电压调节装置、测试机以及测试系统

技术领域

本申请涉及后端检测技术领域，具体涉及一种电压调节装置、测试机以及测试系统。

背景技术

在半导体领域中，部分半导体器件在市场上所需要的耐电压越来越高，例如IGBT、MOSFET、Transistor、DIODE等，同时这些半导体器件的漏电也需要越来越小，电压部分以前是600V～800V，现在已经最高要求耐电压2000V以上。

在后端检测中，在以前600～800V的测试电压以下，高压半导体器件测量过程中，测试探针之间不会产生电弧现象，最近因为市场需求以及新的半导体器件耐电压越来越高。如碳化硅等新的半导体材料的出现，组件的耐受电压测试也遭受挑战，其中在耐压需要超过1000V左右以上，测试探针之间伴随测量时后产生瞬间空气导通，也就是电弧。

上述情形让超高耐压的半导体器件测量遭受到不小的挑战，也就是半导体器件耐压测试中，空气先导通，导致无法测量的情形或者测量不准的情况发生。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是高压半导体器件耐压测试过程中出现电弧的技术问题。

根据本申请的第一方面，一种实施例中提供一种电压调节装置，应用于测试机的第一电压输出端与第二电压输出端之间，电压调节装置包括：壳体以及设在壳体上的第一接口以及第二接口；第一接口用于与测试机的第一电压输出端电连接，第二接口用于与测试机的第二电压输出端电连接；

电压调节装置还包括设在壳体内部的电压调节模块，电压调节模块的第一端与电压调节装置的第一接口电连接，电压调节模块的第二端与电压调节装置的第二接口电连接；电压调节模块用于降低电压调节装置的第一接口与第二接口之间的电压差的变化速度。

在一种可能的实现方式中，电压调节模块包括第一电阻与第一电容，第一电阻的第一端与电压调节装置的第一接口电连接，第一电阻的第二端与第一电容的第一端电连接，第一电容的第二端与电压调节装置的第二接口电连接。

在一种可能的实现方式中，电压调节装置还包括第三接口以及第四接口，第三接口与第一接口电连接，第四接口与第二接口电连接，第三接口用于与探针台的第一电压输入端电连接，第四接口用于与探针台的第二电压输入端电连接。

在一种可能的实现方式中，测试机的第一电压输出端与第二电压输出端均具有接口，第一接口的接口类型与测试机的第一电压输出端的接口适配；第二接口的接口类型与测试机的第二电压输出端的接口适配。

在一种可能的实现方式中，探针台的第一电压输入端与第二电压输入端均具有接口，第三接口的接口类型与探针台的第一电压输入端的接口适配，第四接口的接口类型与探针台的第二电压输入端的接口适配。

在一种可能的实现方式中，电压调节装置还包括开关模块，开关模块用于将电压调节模块与电压调节装置的第一接口和/或第二接口导通或断开。

在一种可能的实现方式中，开关模块包括继电器或开关或可拆卸的保险丝或MOS管，开关模块、第一电阻以及第一电容之间串联。

根据本申请的第二方面，一种实施例中提供一种测试机，包括电压供应模块、第一电压输出端、第二电压输出端以及第一方面以及第一方面任一项可能的实现方式中所述的电压调节装置；

电压供应模块用于向测试机的第一电压输出端提供第一电压，向测试机的第二电压输出端提供第二电压；

测试机的第一电压输出端与电压调节装置的第一接口电连接，测试机的第二电压输出端与电压调节装置的第二接口电连接。

在一种可能的实现方式中，测试机还包括控制器、电压测量装置以及电流测量装置；

电压测量装置用于检测测试机的第一电压输出端以及第二电压输出端之间的电压值；

控制器用于获取电压测量装置检测的电压值，控制电流测量装置检测第二电压输出端的电流值。

根据本申请的第三方面，一种实施例中提供一种测试系统，探针台以及第二方面以及第二方面任一项可能的实现方式中所述的测试机，探针台具有第一探针、第二探针、第一电压输入端以及第二电压输入端，第一探针与第一电压输入端电连接，第二探针与第二电压输入端电连接；

探针台的第一电压输入端与测试机的第一电压输出端电连接，探针台的第二电压输入端与测试机的第二电压输出端电连接。

依据上述实施例的电压调节装置、测试机以及测试系统，由于电压调节装置应用于测试机的第一电压输出端与第二电压输出端之间，电压调节装置包括：壳体以及设在壳体上的第一接口以及第二接口；第一接口用于与测试机的第一电压输出端电连接，第二接口用于与测试机的第二电压输出端电连接；电压调节装置还包括设在壳体内部的电压调节模块，电压调节模块的第一端与电压调节装置的第一接口电连接，电压调节模块的第二端与电压调节装置的第二接口电连接；电压调节模块用于降低电压调节装置的第一接口与第二接口之间的电压差的变化速度。可见，第一接口与第二接口之间的电压差的变化速度变慢，半导体器件与第一接口与第二接口连通的瞬间，电压小，空气未导通，不会出现电弧。

附图说明

图1为现有的测试系统的结构示意图；

图2为一种实施例提供的测试机与电压调节装置的结构示意图；

图3为一种实施例提供的测试系统的结构示意图；

图4为一种实施例提供的电压调节装置调节前后的输出电压示意图；

图5、图6与图7为另一种实施例提供的电压调节装置的结构示意图；

图8为一种实施例提供的测试机的结构示意图。

附图标记：10-壳体；11-第一接口；12-第二接口；13-第三接口；14-第四接口；100-电压调节装置；110-电压调节模块；111-第一电阻；112-第一电容；120-开关模块；20-测试机；21-第一电压输出端；22-第二电压输出端；23-电压供应模块；24-控制器；25-电压测量装置；26-电流测量装置；30-探针台；31-第一电压输入端；32-第二电压输入端；33-第一探针；34-第二探针；40-待测器件；41-第一测试电极；42-第二测试电极。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，现有的测试系统，一般包括测试机20与探针台30，测试机20的第一电压输出端21与第二电压输出端22通过探针台30的第一电压输入端31与第二电压输入端32，分别与第一探针33与第二探针34电连接，第一探针33与第二探针34分别与待测器件40的第一测试电极41与第二测试电极42电连接，由此，在第一测试电极41与第二测试电极42形成测试电压。在超高压测试过程中，第一探针33与第二探针34之间，探针与测试电极之间，均有产生电弧的问题，电弧会影响测量的结果。

实施例一

如图2与图3所示，本实施例中提供一种电压调节装置100，应用于测试机20的第一电压输出端21与第二电压输出端22之间，电压调节装置100包括：壳体10以及设在壳体10上的第一接口11以及第二接口12；第一接口11用于与测试机20的第一电压输出端21电连接，第二接口12用于与测试机20的第二电压输出端22电连接。

上述电压调节装置100还包括设在壳体10内部的电压调节模块110，电压调节模块110的第一端与电压调节装置100的第一接口11电连接，电压调节模块110的第二端与电压调节装置100的第二接口12电连接；电压调节模块110用于降低电压调节装置100的第一接口11与第二接口12之间的电压差的变化速度。根据电路连接关系，也可以是，电压调节模块110用于降低测试机20的第一电压输出端21与第二电压输出端22之间电压差的变化速度；还可以是，电压调节模块110用于降低探针台30的第一探针31与第二探针32之间电压差的变化速度。

可见，第一接口11与第二接口12之间的电压差的变化速度变慢，待测器件40与第一接口11(对应第一探针31)与第二接口12(对应第二探针32)连通的瞬间，电压小，且电压的变化速度小，空气未导通，不会出现电弧。

结合图1与图2，本电压调节装置100的第一接口11可以是与测试机20的第一电压输出端21直接连接；第一接口11也可以是与探针台30的第一电压输入端31直接连接，由此实现第一接口11与测试机20的第一电压输出端21间接连接；上述第一接口11与测试机20或探针台30的连接方式，可以是直接焊接、接口卡接等方式实现，当采用接口卡接时，通过接口适配的线缆进行连接；第二接口12同理。

基于半导体技术领域的知识产权封锁，很多设备(如测试机20)并不允许购买方进行拆装与改造，因此，上述直接焊接的方式，并不能广泛适用。如图3所示，在一种可能的实现方式中，电压调节装置100还可以包括第三接口13以及第四接口14，第三接口13与第一接口11电连接，第四接口14与第二接口12电连接，第三接口13用于与探针台30的第一电压输入端31电连接，第四接口14用于与探针台30的第二电压输入端32电连接。如图1与图3所示，测试机20与探针台30之间可以是通过接口与线缆连接，由此，通过在电压调节装置100上设置对应适配的接口，就可以在不改动测试机20与探针台30的前提下进行电压调节装置100的使用。也就是说，使得电压调节装置100不受单一测试机20与探针台30的局限。

具体地，测试机20的第一电压输出端21与第二电压输出端22均具有接口，第一接口11的接口类型与测试机20的第一电压输出端21的接口适配；第二接口12的接口类型与测试机20的第二电压输出端22的接口适配。探针台30的第一电压输入端31与第二电压输入端32均具有接口，第三接口13的接口类型与探针台30的第一电压输入端31的接口适配，第四接口14的接口类型与探针台30的第二电压输入端32的接口适配。

虽然电压调节装置100与测试机20以及探针台30的连接方式可以为多种，但是电压调节模块110用于降低电压调节装置100的第一接口11与第二接口12之间的电压差的变化速度，也就是说，最终体现在第一探针33与第二探针34之间的电压差的变化速度被降低。如图4所示，实线部分为测试机20输出的电压，测试机20的模拟输出信号为方波，但实际上，产生在第一电压输出端21(一般情况下第二电压输出端22电压为零)的电压在初期(如几十微秒内)为快速升高的趋势，并不是瞬间达到设定的输出电压。通过电压调节模块110，产生在第一接口11的电压的变化率降低，如图4中的虚线部分，需要经过较长时间(如几百微秒)才能升高到设定电压。也就是说，与第一接口11电连接的第一探针33的电压经过电压调节装置100调节后，第一探针33的电压变化速率降低，与待测器件40的测试电极接触导通时，第一探针33与第二探针34之间的电压差小，两探针之间的空气不会导通，电弧不会产生。

需要说明的是，上述降低电压差的变化速率，指的是在电压从零升至设定电压的过程的变化速率，也就是升压过程的变化速率。

具体实现调节电压变化速率的方案有很多，一般都是基于电器件来实现，如图5所示，在一种可能的实现方式中，电压调节模块110可以包括第一电阻111与第一电容112，第一电阻111的第一端与电压调节装置100的第一接口11电连接，第一电阻111的第二端与第一电容112的第一端电连接，第一电容112的第二端与电压调节装置100的第二接口12电连接。

又例如，如图6所示，第一电阻111的第一端与电压调节装置100的第三接口13电连接，第一电容112的第二端与电压调节装置100的第四接口14电连接。

第一电容112可以实现改变第一接口11与第二接口12之间的电压的变化速度，第一电阻111可以在测试机20断电后进行耗能，释放第一电容112存储的电量，在下次测试的时候，第一电容112重新储能，才能降低第一接口11与第二接口12之间的电压的变化速度。因此，电压调节模块110的第一端与第二端之间可以设置多个串并联的电容与电阻，实现上述电压调节功能，如图5与图6所示的第一电阻111与第一电容112的连接方式，为其中一种可能的实现方式。例如，还可以是包括多个多级并联的RC电路(即电容与电阻串联的电路)。具体的电容值与电阻值可以根据实际测试过程需要的电压调节的速率进行调整。

实施例二

由于在测试机20的第一电压输出端21与第二电压输出端22中连接电压调节装置100，是否对测试参数造成影响，需要进行验证，同时，在低压测试中，测试机20并不需要电压调节装置100进行工作。如图7所示，在本实施例中，电压调节装置100还可以包括开关模块120，开关模块120用于将电压调节模块110与电压调节装置100的第一接口11和/或第二接口12导通或断开。也就是说，开关模块120通过自身的通断，控制电压调节模块110工作或者停止工作。

通过开关模块120，分别在电压调节模块110工作与不工作的情况下，对同一待测器件40进行测试，对比测试数据，即可判断电压调节装置100的使用，是否对测试参数造成影响。

例如，开关模块120可以包括继电器或开关或可拆卸的保险丝或MOS管，开关模块120、第一电阻111以及第一电容112之间串联。其中，继电器与MOS管可以通过控制器24等装置进行控制通断，实现自动化管理。在实际应用中，也可以是通过手动式的开关或保险丝等电器件来实现手动开关。

由此，具有本电压调节装置100的测试机20，对低压测试或其他测试并不会造成影响，根据实际的需要启动电压调节装置100。

实施例三

如图2与图8所示，本实施例中提供一种测试机20，包括电压供应模块23、第一电压输出端21、第二电压输出端22以及实施例一与实施例二中所述的电压调节装置100。

其中，电压供应模块23用于向测试机20的第一电压输出端21提供第一电压，向测试机20的第二电压输出端22提供第二电压；测试机20的第一电压输出端21与电压调节装置100的第一接口11电连接，测试机20的第二电压输出端22与电压调节装置100的第二接口12电连接。

可见，具有电压调节装置100的测试机20，可以在超高压测试过程中，防止探针之间出现电弧的问题，提高检测效率以及准确率。

在一种可能的实现方式中，如图8所示，测试机20还可以包括控制器24、电压测量装置25以及电流测量装置26；电压测量装置25用于检测测试机20的第一电压输出端21以及第二电压输出端22之间的电压值；控制器24用于获取电压测量装置25检测的电压值，控制电流测量装置26检测第二电压输出端22的电流值。因为高压测试，需要待测器件40接收设定电压后才进行漏电流测试，也就是说，需要第一电压输出端21(相当于第一接口11)与第二电压输出端22(相当于第二接口12)之间的电压达到设定电压，才进行电流测试。

一般器件的高压测试，需要测量漏电流，第二电压输出端22通过探针台30及第二探针34与待测器件40的第二测试电极42电连接，通过测试第二电压输出端22的电流，可以获取待测器件40的漏电流。

当采用实施例二中的电压调节装置100时，开关模块120为电控型开关模块120，通过测试机20的控制器24可以控制开关模块120的通断，根据电压输出模块的输出电压来判断是否控制电压调节模块110工作或不工作。

如图3所示，本实施例中还提供一种测试系统，探针台30以及上述测试机20，探针台30具有第一探针33、第二探针34、第一电压输入端31以及第二电压输入端32，第一探针33与第一电压输入端31电连接，第二探针34与第二电压输入端32电连接；探针台30的第一电压输入端31与测试机20的第一电压输出端21电连接，探针台30的第二电压输入端32与测试机20的第二电压输出端22电连接。其中，测试机20与探针台30的电连接为通过电压调节装置100的间接电连接。

上述测试系统的技术效果与上述测试机20相同，在此不在赘述。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种电压调节装置，其特征在于，应用于测试机(20)的第一电压输出端(21)与第二电压输出端(22)之间，所述电压调节装置(100)包括：壳体(10)以及设在所述壳体(10)上的第一接口(11)以及第二接口(12)；所述第一接口(11)用于与所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)电连接，所述第二接口(12)用于与所述测试机(20)的所述第二电压输出端(22)电连接；

所述电压调节装置(100)还包括设在所述壳体(10)内部的电压调节模块(110)，所述电压调节模块(110)的第一端与所述电压调节装置(100)的所述第一接口(11)电连接，所述电压调节模块(110)的第二端与所述电压调节装置(100)的所述第二接口(12)电连接；所述电压调节模块(110)用于降低所述电压调节装置(100)的所述第一接口(11)与所述第二接口(12)之间的电压差的变化速度。

2.如权利要求1所述的电压调节装置，其特征在于，所述电压调节模块(110)包括第一电阻(111)与第一电容(112)，所述第一电阻(111)的第一端与所述电压调节装置(100)的所述第一接口(11)电连接，所述第一电阻(111)的第二端与所述第一电容(112)的第一端电连接，所述第一电容(112)的第二端与所述电压调节装置(100)的所述第二接口(12)电连接。

3.如权利要求2所述的电压调节装置，其特征在于，所述电压调节装置(100)还包括第三接口(13)以及第四接口(14)，所述第三接口(13)与所述第一接口(11)电连接，所述第四接口(14)与所述第二接口(12)电连接，所述第三接口(13)用于与探针台(30)的第一电压输入端(31)电连接，所述第四接口(14)用于与所述探针台(30)的第二电压输入端(32)电连接。

4.如权利要求3所述的电压调节装置，其特征在于，所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)与所述第二电压输出端(22)均具有接口，所述第一接口(11)的接口类型与所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)的接口适配；所述第二接口(12)的接口类型与所述测试机(20)的所述第二电压输出端(22)的接口适配。

5.如权利要求4所述的电压调节装置，其特征在于，所述探针台(30)的所述第一电压输入端(31)与所述第二电压输入端(32)均具有接口，所述第三接口(13)的接口类型与所述探针台(30)的所述第一电压输入端(31)的接口适配，所述第四接口(14)的接口类型与所述探针台(30)的所述第二电压输入端(32)的接口适配。

6.如权利要求2所述的电压调节装置，其特征在于，所述电压调节装置(100) 还包括开关模块(120)，所述开关模块(120)用于将所述电压调节模块(110)与所述电压调节装置(100)的所述第一接口(11)和/或第二接口(12)导通或断开。

7.如权利要求6所述的电压调节装置，其特征在于，所述开关模块(120)包括继电器或开关或可拆卸的保险丝或MOS管，所述开关模块(120)、第一电阻(111)以及第一电容(112)之间串联。

8.一种测试机，其特征在于，包括电压供应模块(23)、第一电压输出端(21)、第二电压输出端(22)以及权利要求1-7任一项所述的电压调节装置(100)；

所述电压供应模块(23)用于向所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)提供第一电压，向所述测试机(20)的所述第二电压输出端(22)提供第二电压；

所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)与所述电压调节装置(100)的所述第一接口(11)电连接，所述测试机(20)的所述第二电压输出端(22)与所述电压调节装置(100)的所述第二接口(12)电连接。

9.如权利要求8所述的测试机，其特征在于，所述测试机(20)还包括控制器(24)、电压测量装置(25)以及电流测量装置(26)；

所述电压测量装置(25)用于检测所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)以及所述第二电压输出端(22)之间的电压值；

所述控制器(24)用于获取所述电压测量装置(25)检测的电压值，控制所述电流测量装置(26)检测所述第二电压输出端(22)的电流值。

10.一种测试系统，其特征在于，探针台(30)以及权利要求8或9所述的测试机(20)，所述探针台(30)具有第一探针(33)、第二探针(34)、第一电压输入端(31)以及第二电压输入端(32)，所述第一探针(33)与所述第一电压输入端(31)电连接，所述第二探针(34)与所述第二电压输入端(32)电连接；

所述探针台(30)的所述第一电压输入端(31)与所述测试机(20)的所述第一电压输出端(21)电连接，所述探针台(30)的所述第二电压输入端(32)与所述测试机(20)的所述第二电压输出端(22)电连接。

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