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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Testvorrichtung.
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Hintergrundtechnik
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Bei der Herstellung eines Halbleiterschalters, z. B. eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), der einen durch eine induktive Last fließenden Strom schaltet, wird ein Lawinendurchbruchtest ausgeführt. In
JP 2007-33042 ist eine Testvorrichtung beschrieben, die einen Lawinendurchbruchtest ausführt.
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Weiterhin ist aus der
US 6 396 298 B1 ein Pulsmessverfahren zum Testen eins Testobjekts, wie einem Hochleistungs-FET, bekannt. Dabei wird dem Testobjekt über einen induktiven Lastabschnitt eine Zufuhrspannung zugeführt.
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Aus der
JP 4 482 616 B1 ist außerdem eine Vorrichtung zum Testen eines Testobjekts, wie eines Wafers, bekannt, mit der vermieden werden soll, dass das Testobjekt während des Testens beschädigt wird. Die Testvorrichtung weist dazu ein Gehäuse mit einem Öffnungs-/Schließabschnitt auf, der durch einen Verriegelungsabschnitt gesteuert wird, um ein unbefugtes Eingreifen durch eine Bedienperson während des Tests zu unterbinden.
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Eine ähnlich Vorrichtung ist aus der
JP 2007-333 710 A bekannt, wobei die Verriegelung dort erst freigegeben wird, wenn die Spannung am Testobjekt unter einen vorbestimmten Wert gefallen ist.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
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In dieser Testvorrichtung wird beispielsweise der Öffnungs-/Schließabschnitt eines Gehäuses im verriegelten Zustand gehalten, wodurch verhindert wird, dass ein Benutzer während eines Tests auf das Substrat zugreifen kann. Außerdem wird, wenn diese Testvorrichtung für einen Lawinendurchbruchtest verwendet wird, weil während des Tests Energie in einer induktiven Last gespeichert wird, der Öffnungs-/Schließabschnitt des Gehäuses so lange im verriegelten Zustand gehalten, bis die gespeicherte Energie entladen ist. Daher ist es bei dieser Testvorrichtung vorteilhaft, wenn der Verriegelungszustand aufrechterhalten werden kann, während leicht und exakt erfasst werden kann, ob die in der induktiven Last gespeicherte Energie entladen worden ist.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Testvorrichtung zum Testen eines Testobjekts (DUT) bereitgestellt, mit: einem Spannungszufuhrabschnitt zum Erzeugen einer dem Testobjekt zuzuführenden Zufuhrspannung, einem in einem Pfad zwischen dem Spannungszufuhrabschnitt und dem Testobjekt angeordneten induktiven Lastabschnitt, einem Gehäuseabschnitt, in dem ein Substrat aufgenommen ist, das mindestens den induktiven Lastabschnitt aufweist, einem Verriegelungssteuerungsabschnitt, der einen Öffnungs-/Schließabschnitt, über den eine Bedienungsperson auf das Substrat im Gehäuseabschnitt zugreifen kann, in einem verriegelten Zustand hält, wenn eine Spannung an einer vorgegebenen Stelle auf dem Substrat größer ist als eine vorgegebene Spannung, und einem Entladeschalter, der im induktiven Lastabschnitt gespeicherte Energie entlädt, nachdem ein Test beendet ist, wobei der Verriegelungssteuerungsabschnitt den Öffnungs-/Schließabschnitt im verriegelten Zustand hält, wenn Energie im induktiven Lastabschnitt verbleibt.
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In den vorstehenden Abschnitten sind nicht unbedingt alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann auch durch eine Teil-Kombination der vorstehend beschriebenen Merkmale implementiert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine exemplarische äußere Konfiguration einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung 10;
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2 zeigt die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform der Testvorrichtung 10 zusammen mit einem Testobjekt 200;
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3 zeigt exemplarische Wellenformen der Gate-Spannung des Testobjekts 200, der Kollektor-Emitter-Spannung des Testobjekts 200, des Kollektorstroms des Testobjekts 200, des Steuersignals eines Trennschalters 28 und der Spannung an einem Verbindungspunkt A, wenn das Testobjekt 200 während eines Lawinendurchbruchspannungstests des Testobjekts 200, das hierbei ein IGBT ist, normal funktioniert;
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4 zeigt exemplarische Wellenformen der Gate-Spannung, der Kollektor-Emitter-Spannung und des Kollektorstroms des Testobjekts 200, des Steuersignals des Trennschalters 28 und der Spannung am Verbindungspunkt A, wenn das Testobjekt 200 während des Lawinendurchbruchspannungstests des Testobjekts 200, das hierbei ein IGBT ist, abnormal funktioniert;
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prozesses, der nach dem Ende des Tests durch die vorliegende Ausführungsform der Testvorrichtung ausgeführt wird; und
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6 zeigt eine exemplarische äußere Konfiguration der Testvorrichtung 10 gemäß einer Modifikation der vorliegenden Ausführungsform.
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Beste Technik zum Implementieren der Erfindung
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Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen sollen die durch die Ansprüche definierte Erfindung nicht einschränken, und es sind nicht unbedingt alle Kombinationen der in Verbindung mit den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale wesentlich, um Aspekte der vorliegenden Erfindung zu realisieren.
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1 zeigt eine exemplarische äußere Konfiguration einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung 10. Die vorliegende Ausführungsform der Testvorrichtung 10 testet die Lawinendurchbruchspannung eines Testobjekts 200, das ein Halbleiterschalter ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Testobjekt 200 ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT).
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Die Testvorrichtung 10 weist einen Hauptkörper 12 und einen Prüfkopf 13 auf. Der Hauptkörper 12 führt eine Gesamtsteuerung der Testvorrichtung 10 aus. Der Prüfkopf 13 funktioniert als ein Gehäuseabschnitt, in dem mindestens ein Testsubstrat 20 aufgenommen ist. Das Testsubstrat 20 weist eine Schaltung zum Testen des Testobjekts 200 auf. Ein Performance-Board 14, auf dem das Testobjekt 200 montiert ist, kann beispielsweise auf der Oberseite des Prüfkopfes 13 angeordnet sein.
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Der Prüfkopf 13 weist einen Öffnungs-/Schließabschnitt 15 auf, der es einer Bedienungsperson ermöglicht, auf das Testsubstrat 20 im Prüfkopf 13 zuzugreifen. Der Öffnungs-/Schließabschnitt 15 kann beispielsweise eine Struktur zum Öffnen und Schließen einer Seitenfläche des Gehäuseabschnitts sein. Gemäß einem anderen Beispiel kann der Öffnungs-/Schließabschnitt 15 eine Struktur zum Öffnen und Schließen der Oberseite des Gehäuseabschnitts sein.
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Die Testvorrichtung 10 kann ferner einen auch als feste Einrichtung (Fixture) bezeichneten Gehäuseabschnitt aufweisen, der zwischen dem Testobjekt 200 und dem Prüfkopf 13 auf der Oberseite des Performance-Board 14 angeordnet ist. In diesem Fall ist ein Teil des Testsubstrats 20 innerhalb der festen Einrichtung aufgenommen. Der Öffnungs-/Schließmechanismus 15 öffnet und schließt die feste Einrichtung, um der Bedienungsperson einen Zugriff auf das Testsubstrat 20 zu ermöglichen.
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Die feste Einrichtung kann anstatt auf der Oberseite des Prüfkopfes 13 auch getrennt vom Prüfkopf 13 angeordnet sein. In diesem Fall sind der Prüfkopf 13 und die feste Einrichtung beispielsweise durch ein Kabel, einen Tastkopf oder einen Verbinder miteinander verbunden.
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Der Prüfkopf 13 weist ferner einen Verriegelungsabschnitt 16 auf, der den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 während eines Tests verriegelt, so dass der Öffnungs-/Schließabschnitt 15 sich beispielsweise nicht versehentlich öffnet. Der Verriegelungsabschnitt 16 kann während eines Tests einen Zugriff auf das Testsubstrat 20 im Prüfkopf 13 verhindern.
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2 zeigt die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform der Testvorrichtung 10 zusammen mit dem Testobjekt 200. Die Testvorrichtung 10 weist einen Spannungszufuhrabschnitt 22, einen induktiven Lastabschnitt 24, einen Spannungszufuhrschalter 26, einen Trennschalter 28, einen Begrenzungsabschnitt 30, einen Entladeschalter 32, einen Steuerabschnitt 34 und einen Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 auf.
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Der Spannungszufuhrabschnitt 22 erzeugt eine dem Testobjekt 200 zuzuführende Zufuhrspannung. Der Spannungszufuhrabschnitt 22 kann beispielsweise eine DC-Zufuhrspannung von 600 V bis 2500 V erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform führt der Spannungszufuhrabschnitt 22 die Zufuhrspannung dem Kollektor-Emitter-Übergang des Testobjekts 200 zu, das ein IGBT ist. D. h., der Emitter des Testobjekts 200 ist mit Masse verbunden. Der Spannungszufuhrabschnitt 22 führt dem Kollektor des Testobjekts 200 eine positive Zufuhrspannung zu.
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Der Spannungszufuhrabschnitt 22 kann einen DC-Spannungszufuhrabschnitt 42, einen Spannungszufuhrkondensator 44 und eine Spannungszufuhrdiode 45 aufweisen. Der negative Anschluss des DC-Spannungszufuhrabschnitts 42 ist mit Masse verbunden. Der Spannungszufuhrkondensator 44 ist zwischen Masse und dem positiven Anschluss des DC-Spannungszufuhranschlusses 42 geschaltet. Die Anode der Spannungszufuhrdiode 45 ist mit dem positiven Anschluss des DC-Spannungszufuhrabschnitts 42 verbunden. Der Spannungszufuhrabschnitt 22 erzeugt die Zufuhrspannung an der Kathode der Spannungszufuhrdiode 45.
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Der induktive Lastabschnitt 24 weist eine Induktivität auf und ist in einem Pfad zwischen dem Spannungszufuhrabschnitt 22 und dem Testobjekt 200 angeordnet. Der induktive Lastabschnitt 24 kann beispielsweise eine Spule 46 sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der induktive Lastabschnitt 24 zwischen dem Ende des Spannungszufuhrabschnitts 22, an dem die Zufuhrspannung erzeugt wird, und dem Kollektor des Testobjekts 200 angeordnet, das ein IGBT ist.
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Der induktive Lastabschnitt 24 kann mehrere Spulen 46 mit verschiedenen Induktivitäten aufweisen, die so geschaltet werden, dass jeweils eine Spule mit dem Pfad verbunden ist. Auf diese Weise kann der induktive Lastabschnitt 24 eine dem Testinhalt und dem Typ des Testobjekts 200 entsprechende Induktivität im Pfad zwischen dem Spannungszufuhrabschnitt 22 und dem Testobjekt 200 bereitstellen.
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Der Spannungszufuhrschalter 26 stellt eine Verbindung oder eine Verbindungsunterbrechung zwischen dem Spannungszufuhrabschnitt 22 und dem induktiven Lastabschnitt 24 her. Der Spannungszufuhrschalter 26 stellt während eines Tests eine Verbindung zwischen dem Spannungszufuhrabschnitt 22 und dem induktiven Lastabschnitt 24 her und unterbricht die Verbindung zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Spannungszufuhrabschnitt 22, wenn kein Test ausgeführt wird. Der Spannungszufuhrschalter 26 kann ein Halbleiterschalter sein, wie beispielsweise ein Relais oder ein IGBT.
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Der Trennschalter 28 ist im Pfad zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Testobjekt 200 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Trennschalter 28 im Pfad zwischen dem Anschluss des induktiven Lastabschnitts 24, der nicht mit dem Spannungszufuhrabschnitt 22 verbunden ist, und dem Kollektor des Testobjekts 200 verbunden, das ein IGBT ist. Der Trennschalter 28 stellt während eines Normalbetriebs eine Verbindung zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Testobjekt 200 her und unterbricht die Verbindung zwischen dem Testobjekt 200 und dem induktiven Lastabschnitt 24, wenn eine Abnormalität auftritt. Der Trennschalter 28 kann beispielsweise ein Halbleiterschalter sein, z. B. ein IGBT.
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Der Begrenzungsabschnitt 30 begrenzt die Spannung des Pfades zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Trennschalter 28, d. h. an einem Verbindungspunkt A, auf einen vorgegebenen Bereich. In der vorliegenden Ausführungsform steuert der Begrenzungsabschnitt 30 die Spannung des Pfades zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Trennschalter 28 derart, dass diese Spannung eine vorgegebene Begrenzungsspannung nicht überschreitet, die höher ist als die Zufuhrspannung, z. B. eine Spannung, die einige zehn Prozent höher ist als die Zufuhrspannung.
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Der Begrenzungsabschnitt 30 kann beispielsweise eine variable Spannungsquelle 54, einen Begrenzungskondensator 56 und eine Diode 58 aufweisen. Der negative Anschluss der variablen Spannungsquelle 54 ist mit Masse verbunden, und die variable Spannungsquelle 54 erzeugt eine von außen einstellbare Begrenzungsspannung. Der Begrenzungskondensator 56 ist zwischen Masse und dem positiven Anschluss der variablen Spannungsquelle 54 geschaltet.
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Die Anode der Diode 58 ist mit dem Verbindungspunkt A verbunden, der sich im Pfad zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Trennschalter 28 befindet, und die Kathode der Diode 58 ist mit dem positiven Anschluss der variablen Spannungsquelle 54 verbunden. Wenn das Potenzial am Verbindungspunkt A größer oder gleich der Begrenzungsspannung wird, schaltet der Begrenzungsabschnitt 30 die Diode 58 ein und absorbiert den durch den Verbindungspunkt A fließenden Strom. Auf diese Weise kann der Begrenzungsabschnitt 30 das Potenzial am Verbindungspunkt A auf einen Wert begrenzen, der kleiner oder gleich der Begrenzungsspannung ist.
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Wenn der Test beendet ist, veranlasst der Entladeschalter 32, dass die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherten Energie entladen wird. Beispielsweise kann der Entladeschalter 32 die Enden des induktiven Lastabschnitts 24 über einen Lastwiderstand mit einem vorgegebenen Bezugspotenzial, z. B. dem Massepotenzial, verbinden.
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Der Entladeschalter 32 kann einen ersten Schalter 60, einen zweiten Schalter 62, einen ersten Widerstand 64 und einen zweiten Widerstand 66 aufweisen. Der erste Schalter 60 stellt über den ersten Widerstand 64 eine Verbindung oder eine Verbindungsunterbrechung zwischen dem Anschluss des induktiven Lastabschnitts 24 auf der Seite des Spannungszufuhrabschnitts 22 und dem Massepotenzial her. Der zweite Schalter 62 stellt über den zweiten Widerstand 66 eine Verbindung oder eine Verbindungsunterbrechung zwischen dem Anschluss des induktiven Lastabschnitts 24 auf der Seite des Testobjekts 200 und dem Massepotenzial her.
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Der Steuerabschnitt 34 steuert den Spannungszufuhrschalter 26. Insbesondere schaltet der Steuerabschnitt 34 den Spannungszufuhrschalter 26 zu Beginn eines Tests ein und schaltet den Spannungszufuhrschalter 26 aus, wenn der Test beendet ist. Auf diese Weise kann der Steuerabschnitt 34 während eines Tests dem Testobjekt 200 die durch den Spannungszufuhrabschnitt 22 erzeugte Zufuhrspannung über den induktiven Lastabschnitt 24 zuführen.
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Der Steuerabschnitt 34 steuert das Testobjekt 200. In der vorliegenden Ausführungsform führt der Steuerabschnitt 34 die Gate-Spannung des Testobjekts 200 zu, das ein IGBT ist, um das Testobjekt 200 ein- und auszuschalten.
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Der Steuerabschnitt 34 steuert den Trennschalter 28. Der Steuerabschnitt 34 schaltet den Trennschalter 28 während eines Normalbetriebs ein. Der Steuerabschnitt 34 schaltet den Trennschalter 28 aus, wenn während des Tests eine Abnormalität auftritt. Auf diese Weise kann der Steuerabschnitt 34 verhindern, dass dem Testobjekt 200 eine Spannung zugeführt wird, wenn eine Abnormalität auftritt.
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Der Steuerabschnitt 34 schaltet den Entladeschalter 32 ein, wenn der Test beendet ist. Auf diese Weise kann der Steuerabschnitt 34 die während des Tests im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen. Nachdem die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen worden ist, schaltet der Steuerabschnitt 34 den Entladeschalter 32 aus.
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Der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 steuert, ob der Öffnungs-/Schließabschnitt 15, der verwendet wird, um dem Benutzer einen Zugriff auf das Testsubstrat 20 im als der Gehäuseabschnitt dienenden Prüfkopf 13 zu ermöglichen, im verriegelten Zustand gehalten wird oder entriegelt werden kann. Wenn der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 keine Entriegelung zulässt, entriegelt der Verriegelungsabschnitt 16 auch dann nicht, wenn die Bedienungsperson versucht, die Verriegelung zu öffnen. Wenn der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 eine Entriegelung des Öffnungs-/Schließabschnitt 15 zulässt, wird der Verriegelungsabschnitt 16 in Antwort auf eine Betätigung der Bedienungsperson zum Öffnen der Verriegelung entriegelt.
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Wenn die Spannung an einer vorgegebenen Stelle des Testsubstrats 20 größer ist als eine vorgegebene Spannung, hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 im verriegelten Zustand. D. h., wenn die Spannung an einer vorgegebenen Stelle des Testsubstrats 20 größer ist als die vorgegebene Spannung, gibt der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 die Verriegelung auch dann nicht frei, wenn die Bedienungsperson versucht, den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 zu öffnen. Dadurch kann, wenn die Spannung an einer vorgegebenen Stelle des Testsubstrats 20 größer ist als die vorgegebene Spannung, der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 verhindern, dass die Bedienungsperson auf das Testsubstrat 20 im Prüfkopf 13 zugreifen kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform hält, wenn die Spannung an einem Ende des induktiven Lastabschnitts 24 größer ist als die vorgegebene Spannung, der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließmechanismus 15 im verriegelten Zustand. D. h., wenn die Spannung des Anschlusses des induktiven Lastabschnitts 24 an der Seite des Spannungszufuhrschalters 26 oder die Spannung am Anschluss des induktiven Lastabschnitts 26 an der Seite des Testobjekts 200 größer ist als die vorgegebene Spannung, hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließmechanismus 15 im verriegelten Zustand. D. h., wenn Energie im induktiven Lastabschnitt 24 verbleibt, hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließmechanismus 15 im verriegelten Zustand. Daher kann der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 verhindern, dass die Bedienungsperson auf das Testsubstrat 20, das den induktiven Lastabschnitt 24 aufweist, zugreifen kann, während noch Energie im induktiven Lastabschnitt 24 gespeichert ist.
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Wenn die Spannung an einer vorgegebenen Stelle des Testsubstrats 20 größer ist als die vorgegebene Spannung, kann der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 beispielsweise die Spannung an der vorgegebenen Stelle nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit erneut erfassen. Auf diese Weise kann der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38, auch wenn der Verriegelungszustand aufrechterhalten wurde, die Verriegelung lösen, wenn die Spannung an der vorgegebenen Stelle des Testsubstrats 20 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit kleiner oder gleich der vorgegebenen Spannung wird.
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Die vorliegende Ausführungsform der Testvorrichtung 10 kann mehrere Testsubstrate 20 aufweisen. In diesem Fall können der Spannungszufuhrabschnitt 22, der Begrenzungsabschnitt 30 und der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 für die mehreren Testsubstrate 20 gemeinsam bereitgestellt werden.
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3 zeigt exemplarische Wellenformen der Gate-Spannung des Testobjekts 200, der Kollektor-Emitter-Spannung des Testobjekts 200, des Kollektorstroms des Testobjekts 200, des Steuersignals des Trennschalters 28 und der Spannung am Verbindungspunkt A, wenn das Testobjekt 200 während eines Tests der Lawinendurchbruchspannung des Testobjekts 200, das ein IGBT ist, normal funktioniert. In 3 bezeichnen Vge die Gate-Spannung, d. h. die Gate-Emitter-Spannung, des Testobjekts 200, Vce die Kollektor-Emitter-Spannung des Testobjekts 200, Ic den Kollektorstrom des Testobjekts 200, SW die Wellenform des Steuersignals des Trennschalters 28 und Vsw das Potenzial am Verbindungspunkt A, der sich im Pfad zwischen dem induktiven Lastabschnitt 24 und dem Trennschalter 28 befindet.
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Beim Testen der Lawinendurchbruchspannung des Testobjekts 200, das ein IGBT ist, schaltet zunächst der Steuerabschnitt 34 das Testobjekt 200 aus und den Spannungszufuhrschalter 26 ein. Außerdem schaltet der Steuerabschnitt 34, weil keine Abnormalität erfasst wird, den Trennschalter 28 ein. Nachdem das Testobjekt 200 ausgeschaltet und der Spannungszufuhrschalter 26 eingeschaltet ist, ist das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A die Zufuhrspannung Vcc. Die Kollektor-Emitter-Spannung Vce des Testobjekts 200 ist ebenfalls die Zufuhrspannung Vcc.
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Der Steuerabschnitt 34 hält den Spannungszufuhrschalter 26 auf dem eingeschalteten Zustand. Außerdem hält der Steuerabschnitt 34 den Trennschalter 28 auf einem eingeschalteten Zustand, bis eine Abnormalität erfasst wird.
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Dann schaltet der Steuerabschnitt 34 zu einem Zeitpunkt t1 das Testobjekt 200 vom aus- auf den eingeschalteten Zustand. Nachdem das Testobjekt 200 zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet ist, wird die Kollektor-Emitter-Spannung Vce des Testobjekts 200 eine den Kenngrößen des Testobjekts 200 entsprechende Spannung. Außerdem wird das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A eine Spannung, die bezüglich der Kollektor-Emitter-Spannung Vce um einen der Einschaltspannung des Trennschalters 28 entsprechenden Wert verschoben ist.
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Nachdem das Testobjekt 200 zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet ist, nimmt der Kollektorstrom Ic des Testobjekts 200 mit einer der Induktivität des induktiven Lastabschnitts 24 entsprechenden Rate zu. Aufgrund der vom Spannungszufuhrabschnitt 22 zugeführten Spannung wird Energie im induktiven Lastabschnitt 24 gespeichert.
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Dann schaltet der Steuerabschnitt 34 zum Zeitpunkt t2, der eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Zeitpunkt t1 auftritt, das Testobjekt 200 vom ein- auf den ausgeschalteten Zustand. Wenn das Testobjekt 200 vom ein- auf den ausgeschalteten Zustand geschaltet ist, wird der Stromfluss durch den induktiven Lastabschnitt 24 unterbrochen, und der induktive Lastabschnitt 24 erzeugt eine gegenelektromotorische Kraft. Dadurch nimmt das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A, nachdem das Testobjekt 200 zum Zeitpunkt t2 ausgeschaltet wurde, auf eine Spannung zu, die der Summe aus der durch den Spannungszufuhrabschnitt 22 erzeugten Zufuhrspannung Vcc und einer der gegenelektromotorischen Kraft des induktiven Lastabschnitts 34 entsprechenden Spannung gleicht.
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Nachdem das Testobjekt 200 zum Zeitpunkt t2 ausgeschaltet wurde, entlädt der induktive Lastabschnitt 24 die vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2 gespeicherte Energie als einen Strom. Das Testobjekt 200 absorbiert den vom induktiven Lastabschnitt 24 ausgegebenen Strom dadurch, dass ein Kollektorstrom Ic fließt.
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Daher veranlasst das Testobjekt 200, nachdem das Testobjekt 200 zum Zeitpunkt t2 ausgeschaltet wurde, dass der Kollektorstrom Ic fließt, bis die gesamte im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen wurde. Der Kollektorstrom Ic nimmt mit einer der Induktivität des induktiven Lastabschnitts 24 entsprechenden Rate ab. Die Zeitdauer, während der die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie als Strom entladen wird, wird als Lawinenperiode Tav bezeichnet.
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Wenn die gesamte im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen worden ist (Zeitpunkt t3), wird der Kollektorstrom Ic = 0. Weil die durch den induktiven Lastabschnitt 24 erzeugte gegenelektromotorische Kraft ebenfalls 0 beträgt, wird das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A die Zufuhrspannung Vcc. Außerdem wird die Kollektor-Emitter-Spannung Vce des Testobjekts 200 ebenfalls die Zufuhrspannung Vcc.
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Die Testvorrichtung 10 steuert das Testobjekt 200 während eines Lawinendurchbruchspannungstests auf die vorstehend beschriebene Weise. Wenn die vorstehend beschriebene Betriebsweise normal ausgeführt wird, d. h., wenn das Testobjekt 200 nicht aufgrund eines durch das Testobjekt hindurch fließenden übermäßigen Stroms versagt, entscheidet die Testvorrichtung 10, dass das Testobjekt 200 defektfrei ist.
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4 zeigt exemplarische Wellenformen der Gate-Spannung, der Kollektor-Emitter-Spannung und des Kollektorstroms des Testobjekts 200, des Steuersignals des Trennschalters 28 und der Spannung am Verbindungspunkt A, wenn das Testobjekt 200 während des Lawinendurchbruchspannungstests des Testobjekts 200, das ein IGBT ist, abnormal funktioniert. In 4 stellen Vge, Vce, Ic, SW und Vsw die gleichen Wellenformen wie in 3 dar.
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Es wird hierin vorausgesetzt, dass das Testobjekt 200 während des Tests nicht richtig funktioniert. In diesem Fall tritt im Betrieb des Testobjekts 200 eine Abnormalität auf.
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Beispielsweise kann angenommen werden, dass das Testobjekt 200 im Kurzschlussmodus zum Zeitpunkt t4 während der Lawinenperiode Tav nicht richtig funktioniert. In diesem Fall steigt der Kollektorstrom Ic rasch an. Außerdem fällt das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A aufgrund des Kurzschlusses des Testobjekts 200 ab.
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Wenn das Testobjekt 200 auf diese Weise nicht richtig funktioniert, besteht, wenn der Kollektorstrom Ic weiterhin in das Testobjekt 200 fließt, eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass durch die Erhöhung des Kollektorstroms Ic eine Beschädigung des Testobjekts 200 verursacht wird. In diesem Fall schaltet der Steuerabschnitt 34 den Trennschalter 28 vom ein- auf den ausgeschalteten Zustand (Zeitpunkt t5).
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Daher kann, wenn das Testobjekt 200 auf diese Weise nicht richtig funktioniert, der Steuerabschnitt 34 verhindern, dass der Kollektorstrom Ic schnell zum Testobjekt 200 fließt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A aufgrund der gegenelektromotorischen Kraft des induktiven Lastabschnitts 24 zu, diese Zunahme ist allerdings durch die Begrenzungsspannung begrenzt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit fällt das Potenzial Vsw am Verbindungspunkt A auf die Zufuhrspannung Vcc ab.
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Auf diese Weise kann die Testvorrichtung 10 verhindern, dass während eines Lawinendurchbruchspannungstests des Testobjekts 200, das ein IGBT ist, ein übermäßiger Strom zu einer Beschädigung des Testobjekts 200 oder der Testvorrichtung 10 selbst führt.
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5 zeigt einen Ablauf eines Prozesses, die nach dem Ende des Tests durch die vorliegende Ausführungsform der Testvorrichtung 10 ausgeführt wird. Nachdem der Test beendet ist, führt die Testvorrichtung 10 die in 5 dargestellten Verarbeitungen von Schritt S11 bis Schritt S16 aus.
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Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Test beendet ist, hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 der Testvorrichtung 10 den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 im verriegelten Zustand. Wenn der Test beendet ist, schaltet der Steuerabschnitt 34 der Testvorrichtung 10 zunächst den Spannungszufuhrschalter 26 und den Trennschalter 28 aus (S11). Auf diese Weise kann der Steuerabschnitt 34 eine erneute Speicherung von Energie im induktiven Lastabschnitt 24 stoppen.
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Dann entlädt der Steuerabschnitt 34 der Testvorrichtung 10 die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie (S12). Beispielsweise kann der Steuerabschnitt 34 den Entladeschalter 32 verwenden, um beide Enden des induktiven Lastabschnitts 24 über einen Lastwiderstand mit dem Massepotenzial zu verbinden, wodurch die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen wird.
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Dann ändert der Steuerabschnitt 34 der Testvorrichtung 10 die Begrenzungsspannung derart, dass sie kleiner oder gleich einem vorgegebenen Potenzial ist (S13). Die Testvorrichtung 10 muss die Verarbeitung von Schritt S13 nicht notwendigerweise ausführen.
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Dann entscheidet der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 der Testvorrichtung 10, ob die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen worden ist (S14). In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38, ob die Spannung an einem der Enden des induktiven Lastabschnitts 24 größer ist als eine vorgegebene Spannung. Wenn die Spannung an einem der Enden des induktiven Lastabschnitts 24 größer ist als die vorgegebene Spannung, bestimmt der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38, dass noch Energie verblieben ist, und hält den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 im verriegelten Zustand.
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Der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 bestimmt periodisch, ob die Spannung an einem der Enden des induktiven Lastabschnitts 24 größer ist als die vorgegebene Spannung. Wenn die Spannung an einem der Enden des induktiven Lastabschnitts 24 kleiner oder gleich der vorgegebenen Spannung ist, führt der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 die folgende Verarbeitung aus.
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Der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 bestimmt, ob alle Bedingungen zum Entriegeln des Öffnungs-/Schließabschnitts 15 erfüllt worden sind (S15). Wenn irgendwelche Bedingungen nicht erfüllt sind, schiebt der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 die Verarbeitung von Schritt S15 auf und hält den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 im verriegelten Zustand. Wenn alle Bedingungen erfüllt worden sind, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S16 fort, wo der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 veranlasst, dass der Öffnungs-/Schließabschnitt 15 entriegelbar ist.
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Auf die vorstehend beschriebene Weise kann die Testvorrichtung 10 den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 auch nachdem der Test beendet ist im verriegelten Zustand halten, bis die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen worden ist. Infolgedessen kann die Testvorrichtung 10 leicht und zuverlässig erfassen, ob die im induktiven Lastabschnitt 24 gespeicherte Energie entladen worden ist, und kann den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 im verriegelten Zustand halten, um zu verhindern, dass die Bedienungsperson auf das Testsubstrat 20 zugreifen kann, während noch Energie im induktiven Lastabschnitt 24 gespeichert ist.
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Eine der Bedingungen, die den Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 veranlassen, den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 entriegelbar zu machen, kann beispielsweise sein, dass die Begrenzungsspannung des Begrenzungsabschnitts 30 kleiner oder gleich einer vorgegebenen Spannung ist. In diesem Fall hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 beispielsweise im verriegelten Zustand, wenn die Begrenzungsspannung des Begrenzungsabschnitts 30 größer ist als die vorgegebene Spannung. Der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 veranlasst, dass der Öffnungs-/Schließabschnitt 15 entriegelbar ist, unter der Bedingung, dass die Begrenzungsspannung des Begrenzungsabschnitts 30 kleiner oder gleich der vorgegebenen Spannung ist. Auf diese Weise kann der Verriegelungssteuerungssteuerungsabschnitt 38 unter der Bedingung, dass die Begrenzungsspannung eindeutig abgesunken ist, ermöglichen, dass die Bedienungsperson auf das Testsubstrat 20 zugreifen kann. Außerdem kann der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 auf eine ähnliche Weise die vom Spannungszufuhrabschnitt 22 ausgegebene Zufuhrspannung als eine der Bedingungen verwenden, durch die veranlasst wird, dass der Öffnungs-/Schließabschnitt 15 entriegelbar ist. In diesem Fall hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 beispielsweise im verriegelten Zustand, wenn die Zufuhrspannung größer ist als die vorgegebene Spannung.
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Wenn mehrere Testobjekte 200 parallel getestet werden, kann als eine der Bedingungen, die den Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 veranlassen, den Öffnungs-/Schließmechanismus 15 entriegelbar zu machen, die Information darüber verwendet werden, ob die Energie von allen induktiven Lastabschnitten 24, die den Testobjekten 200 zugeordnet sind, entladen worden ist. In diesem Fall hält der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Öffnungs-/Schließabschnitt 15 im verriegelten Zustand, wenn die Spannung an einem der Enden mindestens eines der induktiven Lastabschnitte 24 größer ist als die vorgegebene Spannung. Dadurch kann der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 es der Bedienungsperson unter der Bedingung, dass die Energie von allen induktiven Lastabschnitten 24 entladen worden ist, ermöglichen, auf das Testsubstrat 20 zuzugreifen.
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6 zeigt eine exemplarische äußere Konfiguration einer Testvorrichtung 10 gemäß einer Modifikation der vorliegenden Ausführungsform. Die Testvorrichtung 10 der vorliegenden Modifikation hat im Wesentlichen die gleiche Funktion und Konfiguration wie die unter Bezug auf die 1 bis 5 beschriebene Testvorrichtung 10, so dass in der nachfolgenden Beschreibung lediglich die sich unterscheidenden Punkte dargestellt werden.
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Auf die Testvorrichtung 10 der vorliegenden Modifikation wird durch eine Handhabungsvorrichtung 80 zugegriffen. Die Handhabungsvorrichtung 80 greift beispielsweise auf ein in einer Kassette angeordnetes, zu testendes Testobjekt 200 zu und transportiert dieses Testobjekt 200 zur Testvorrichtung 10. Die Handhabungsvorrichtung 80 entnimmt ein getestetes Testobjekt 200 von der Testvorrichtung 10 und transportiert das getestete Testobjekt 200 zur Kassette.
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In der vorliegenden Modifikation steuert der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38, ob der Handhabungsvorrichtung 80 ein Zugriff auf die Testvorrichtung 10 gewährt wird. Wenn die Spannung an einer vorgegebenen Stelle auf dem Testsubstrat 20, z. B. die Spannung an den Enden des induktiven Lastabschnitts 24, höher ist als eine vorgegebene Spannung, verhindert der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 den Zugriff der Handhabungsvorrichtung 80 auf die Testvorrichtung 10. Daher kann der Verriegelungssteuerungsabschnitt 38 mit der Testvorrichtung 10 der vorliegenden Modifikation einen Zugriff der Handhabungsvorrichtung 80 auf das Testobjekt 200 zumindest dann zulassen, nachdem die Energie des induktiven Lastabschnitts 24 entladen worden ist.
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Obwohl vorstehend spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass bezüglich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können. Anhand der Patentansprüche ist außerdem klar, dass die Ausführungsformen, in denen derartige Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen wurden, innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung eingeschlossen sein können.
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Die Operationen, Prozeduren, Schritte und Stufen jeder Verarbeitung und jedes Prozesses, die durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm oder ein Verfahren ausgeführt werden, die in den Patentansprüchen, in Verbindung mit den Ausführungsformen oder in Diagrammen dargestellt sind, können in einer beliebigen Folge ausgeführt werden, insofern die Folge nicht durch ”bevor”, ”zuvor” oder ähnliche Ausdrücke festgelegt ist, und insofern das Ergebnis einer vorangehenden Verarbeitung nicht in einer späteren Verarbeitung verwendet wird. Auch wenn der Verarbeitungs- oder Prozessablauf in den Ansprüchen, in Verbindung mit den Ausführungsformen oder in den Diagrammen unter Verwendung von Ausdrücken wie ”zuerst”, ”danach” bzw. ”dann” beschrieben ist, bedeutet dies nicht unbedingt, dass die Verarbeitung oder der Prozess in dieser Folge ausgeführt werden muss.
