KR20150003019A - 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법 - Google Patents

반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150003019A
KR20150003019A KR1020130075651A KR20130075651A KR20150003019A KR 20150003019 A KR20150003019 A KR 20150003019A KR 1020130075651 A KR1020130075651 A KR 1020130075651A KR 20130075651 A KR20130075651 A KR 20130075651A KR 20150003019 A KR20150003019 A KR 20150003019A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
terminal voltage
semiconductor element
semiconductor device
supplying
Prior art date
Application number
KR1020130075651A
Other languages
English (en)
Inventor
서상훈
김승환
지수영
Original Assignee
삼성전기주식회사
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 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020130075651A priority Critical patent/KR20150003019A/ko
Publication of KR20150003019A publication Critical patent/KR20150003019A/ko

Links

Images

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
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • 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

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 반도체 소자의 양단자에 제1 전류 또는 제1 전류보다 큰 제2 전류를 제공하는 전류 공급부; 상기 전류 공급부의 전류 공급 경로에 위치하여 제1 전류 또는 제2 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 스위치부; 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 전압계; 및 상기 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 한 후에 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하고, 다시 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 제어부를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법이 제공된다.

Description

반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법{Tester for semiconductor device and method thereof}
본 발명은 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 전력반도체, 특히 IGBT 및 IPM 등의 전력모듈에서 반도체 소자의 고장이 핵심이슈가 되고 있다.
반도체 소자의 온/오프(On/Off) 반복동작에 의해 발열 및 냉각이 발생하게 된다.
이에 따라 열팽창계수 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 불일치에 의한 열응력이 발생하여 제품에 박리, 크랙 등 고장이 발생하게 된다.
전력반도체 모듈의 내구성을 결정하는 변수는 본딩와이어 재질, 본딩 공정, 다이 재질, 기판재질, 솔더 종류, 솔더 형상, 기판재질, 베이스기판(base plate) 재질 등에 의한 것이며, 열저항과 밀접한 관계가 있어 재료선정 및 공정확립이 까다롭다.
고온, 저온 동작에서의 반도체 신뢰성은 제조기술의 발달로 비교적 안정적이다. 특히 사용범위가 확대되고 있는 가전, 전기차 분야에서의 주요 동작특성은 On/Off 동작을 반복한다는 점인데, 소모전력량이 크고 개별부품이 큰 편이기 　때문에 기존 저전력 반도체 대비 온도변화가 중요 요소로 부각되고 있다.
일반적으로, 전력반도체 모듈은 2개 이상의 반도체 소자로 구성되어 있으며, 6개의 반도체 소자로 구성된 반도체모듈의 경우에는 3상 모터 제어용 반도체 모듈로 U상, V상, W상에 각각 하이(High), 로(Low) 6개 반도체소자로 구성되어 있다.
이와 같은 반도체소자에 전류를 인가하였을 때, 측정되는 Vce(collector-emitter) 전압 측정값을 이용하여 반도체 온/오프 사이클 시험하는 방법이 알려져 있다.
MOSFET, IGBT 등 반도체 소자의 온/오프 시험을 위한 종래방식에는 케이스 온도를 모니터링하는 방식이 있다.
온도변화량(ΔTJ) 변수를 고려하여 시험을 실시한다. 반도체 소자의 온/오프시험시 Tc(Case temperature) 및 Tj(Junction temperature) 측정은 TJ - TC = PD × Rth(JC)의 관계식을 통해 TJ 온도는 열저항(Rth(JC)), 소모전력량(PD), 케이스온도(TC)을 이용하여 추정한다.
시험은 제어부 설정(On/Off 제어시간 또는 인가전압/전류), 시험품 고정, 실시간 데이터 측정장치 등으로 구성한다.
이러한 측정 장치를 이용한 시험 실시는 먼저 전원공급기를 통해 반도체 소자의 양단에 전원을 공급하고, 게이트 단자에 제어신호를 인가하여 반도체 소자를 온/오프 시키면서 시험을 실시한다.
예를들어 전류 5A, VCE 1.7V 가정 시 반도체 소자의 소모전력량은 8.5W가 되고, 최대 정격 상태에서의 동작을 가정할 경우 부하 소모전력량은 공급전압 600V, 전류 5A 시　소모전력량은 600 X 5 = 3kW가 필요하다.
정격상태로 시험시 적정용량의 모터, 대용량 전원공급기, 모터제어장치 등이 필요하며, 대부분 전력이 부하에서 소모되어 반도체 소자의 온/오프시 발생하는 발열에 따른 열화를 관찰하기 어렵다.
따라서 부하를 제거하고 무부하 상태의 저전력 시험으로 반도체 소자의 온/오프 시험을 실시하여 반도체 소자 구동시험을 실시하는 경우가 많다.
하지만, 이와 같은 종래 기술은 여전히 케이스 온도를 이용하여 접합온도를 추정하고 있어 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
일본공개특허공보 1993-36785호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 소자의 단자간 전압을 이용하여 접합 온도를 추정하도록 하여 정확한 온도 산정이 가능하도록 한 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 반도체 소자의 양단자에 제1 전류 또는 제1 전류보다 큰 제2 전류를 제공하는 전류 공급부; 상기 전류 공급부의 전류 공급 경로에 위치하여 제1 전류 또는 제2 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 스위치부; 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 전압계; 및 상기 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 한 후에 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하고, 다시 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 전류 공급부는 제1 전류를 공급하는 제1 전류원; 및 제1 전류보다 큰 제2 전류를 제공하는 제2 전류원으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 스위치부는 상기 제1 전류원의 전류 공급 경로에 위치하여 제1 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 제1 스위치; 및 상기 제2 전류원의 전류 공급 경로에 위치하여 제2 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 제2 스위치를 포함한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 제어부는 반도체 소자를 일정 시간 오프시킨 후에 재차 상기 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 한 후에 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하고, 다시 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 동작을 반복한다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 제1 전류는 10mA에서 50mA의 범위 내에 있으며, 상기 제2 전류는 1A에서 10A의 범위 내에 있다.
또한, 본 발명의 장치의 상기 반도체 소자는 IGBT이거나, MOSFET이다.
한편, 본 발명의 방법은 (A) 제어부는 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 하는 단계; (B) 상기 제어부는 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하는 단계; 및 (C) 상기 제어부는 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법은 (D) 상기 제어부는 일정 시간을 반도체 소자를 오프시킨 후에 상기 (A) 단계 내지 (C) 단계를 반복하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 방법의 상기 (A)단계는 (A-1) 제어부는 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하는 단계; (A-2) 전압계가 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 단계; 및 (A-3) 상기 제어부는 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 제1 전류를 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법의 상기 (B)단계는 (B-1) 제어부는 제2 전류를 공급하는 단계; (B-2) 전압계가 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 단계; 및 (B-3) 상기 제어부는 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제2 일정값에 이르도록 제2 전류를 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법의 상기 (C)단계는 (C-1) 제어부는 반도체 소자에 제1 전류를 공급하는 단계; (C-2) 전압계가 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 단계; 및 (C-3) 상기 제어부는 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 제1 전류를 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 방법의 상기 제1 전류는 10mA에서 50mA의 범위 내에 있으며, 상기 제2 전류는 1A에서 10A의 범위 내에 있다.
또한, 본 발명의 방법의 상기 반도체 소자는 IGBT이거나, MOSFET이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 반도체소자에 전류를 인가하였을 때, 측정되는 Vce(collector-emitter) 전압 측정값을 이용하여 반도체 온/오프 사이클 시험이 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면, 반도체 소자에서 전류 인가시 Tj(Junction Temperature,접합온도)와 Vce 전압측정값의 선형적인 관계를 활용하여 반도체 ㅇ오온/오프 사이클 시험이 가능하다.
그 결과, 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 온/오프시 반복동작에 의한 솔더부 및 와이어 본딩부의 박리, 크랙에 대한 내성을 정확하게 평가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 열화 및 고장발생 시점 확인을 통해 수명을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 온오프 시험 장치의 구성도이다.
도 2는 접합온도와 단자 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1의 반도체 소자에 인가되는 전류와 전압의 파형도이다.
도 4는 도 1의 반도체 소자의 접합온도의 변화 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 온오프 시험 방법의 흐름도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 온오프 시험 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 온오프 시험 장치는 저전류원(10), 고전류원(20), 저전류 스위치(30), 고전류 스위치(40), 전압계(50) 및 제어부(60)를 포함한다.
여기에서, 저전류원(10)과 고전류원(20)은 전류 공급부(100)를 구성한다. 그리고, 저전류 스위치(30)와 고전류 스위치(40)는 스위치부(200)를 구성한다.
상기 저전류원(10)은 IGBT인 반도체 소자(1)의 컬렉터 단자와 에미터 단자 사이에 연결되어 있으며, 미세 전류를 반도체 소자(1)의 컬렉터 단자에 제공한다.
여기에서, 반도체 소자(2)가 MOSFET인 경우에 저전류원(10)은 드레인 단자와 소오스 단자 사이에 연결된다.
상기 미세 전류의 범위는 10mA에서 50mA이며, 바람직하게 20mA이다.
다음으로, 고전류원(20)은 컬렉터 단자와 에미터 단자 사이에 연결되어 있으며, 고전류를 반도체 소자(1)의 컬렉터 단자에 제공한다.
여기에서, 반도체 소자(2)가 MOSFET인 경우에 고전류원(20)은 드레인 단자와 소오스 단자 사이에 연결된다. 여기에서, 고전류의 범위는 1A에서 10A이며, 바람직하게 5A이다.
그리고, 저전류 스위치(30)는 제어부(60)에 의해 스위치온되면 저전류원(10)에 의한 미세 전류를 반도체 소자(1)의 컬렉터 단자에 제공한다.
고전류 스위치(40)는 또한 제어부(60)에 의해 스위치온되면 고전류원(20)에 의한 고전류를 반도체 소자(1)의 컬렉터 단자에 제공한다.
한편, 전압계(50)는 반도체 소자(1)의 컬렉터 단자와 에미터 단자의 단자 전압을 측정하여 출력한다.
그리고, 제어부(60)는 반도체 소자(1)의 베이스에 온오프 신호를 제공하며, 저전류 스위치(30)와 고전류 스위치(40)를 온오프 제어한다.
이와 같은 구성에서 제어부(60)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 소자에 온 신호를 제공하여 반도체 소자(1)를 온시킨다.
그리고, 제어부(60)는 저전류 스위치(30)를 온시켜 반도체 소자(1)에 미세 전류를 제공하여 접합온도를 상승시키며 접합온도에 반비례하는 컬렉터-에미터 단자 전압이 제1 일정값이 되는지를 전압계(50)를 사용하여 확인한다. 여기에서, 제1 일정값은 일예로 551.2mV일수 있다.
상기 제어부(60)는 단자 전압이 제1 일정값이 되면 저전류 스위치(30)를 오프하고, 고전류 스위치(40)를 온하여 고전류원(20)에서 고전류가 반도체 소자(1)에 공급되어 고전류를 이용하여 반도체 소자가 히팅(heating) 되도록 한다.
그리고, 제어부(60)는 이처럼 고전류 스위치(40)를 온시켜 반도체 소자(1)에 고전류를 제공하여 접합온도를 상승시키며 접합온도에 반비례하는 컬렉터-에미터 단자 전압이 제2 일정값이 되는지를 전압계(50)를 사용하여 확인한다. 여기에서, 제2 일정값은 일예로 300mV일수 있다.
이후에, 제어부(60)는 단자 전압이 제2 일정값이 되면 고전류 스위치(40)를 오프하고, 저전류 스위치(30)를 온하여 저전류원(10)에서 미세 전류가 반도체 소자(1)에 공급되어 미세 전류를 이용하여 반도체 소자가 히팅(heating) 되도록 한다.
그러면, 반도체 소자(1)의 접합 온도는 이미 충분히 상승해 있기 때문에 더 상승하는 것이 아니라 하강하게 되며 이에 따라 단자 전압은 서서히 증가하게 된다.
이때, 제어부(60)는 전압계(50)를 통하여 측정한 단자전압이 고점 목표전압에 도달하였는지를 판단하여 고점 목표전압에 도달하였으면 반도체 소자(1)의 베이스에 오프 신호를 인가하여 반도체 소자(1)를 오프시킨다. 여기에서 고점 목표 전압은 일예로 363mV일 수 있다.
한편, 이와 같은 오프 상태가 일정 시간 계속되어(일예로 7.2초) 접합온도가 상온에서 최저값으로 떨어지면 제어부(60)는 다시 위에서 설명한 방식으로 동작하여 온오프 시험을 계속한다. 이때, 얻어지는 접합온도의 그래프가 도 4이다.
도 4의 그래프에서 Tj2는 고점 목표 전압에서 접합 온도이고, Tj1은 상온에서의 최저값이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 반도체소자에 전류를 인가하였을 때, 측정되는 Vce(collector-emitter) 전압 측정값을 이용하여 반도체 온/오프 사이클 시험이 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면, 반도체 소자에서 전류 인가시 Tj(Junction Temperature,접합온도)와 Vce 전압측정값의 선형적인 관계를 활용하여 반도체 ㅇ오온/오프 사이클 시험이 가능하다.
그 결과, 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 온/오프시 반복동작에 의한 솔더부 및 와이어 본딩부의 박리, 크랙에 대한 내성을 정확하게 평가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 열화 및 고장발생 시점 확인을 통해 수명을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 온오프 시험 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 온오프 시험 방법은 먼저, 제어부는 반도체 소자에 온 신호를 제공하여 반도체 소자를 온시킨다(S100).
그리고, 제어부는 저전류 스위치를 온시켜 반도체 소자에 미세 전류를 제공하여 접합온도를 상승시키며 접합온도에 반비례하는 컬렉터-에미터 단자 전압이 제1 일정값이 되는지를 전압계를 사용하여 확인한다(S110). 여기에서, 일정값은 일예로 551.2mV일수 있다.
이후에, 상기 제어부는 단자 전압이 제1 일정값이 되면 저전류 스위치를 오프하고, 고전류 스위치를 온하여 고전류원에서 고전류가 반도체 소자에 공급되어 고전류를 이용하여 반도체 소자가 히팅(heating) 되도록 한다.
그리고, 제어부는 이처럼 고전류 스위치를 온시켜 반도체 소자에 고전류를 제공하여 접합온도를 상승시키며 접합온도에 반비례하는 컬렉터-에미터 단자 전압이 제2 일정값이 되는지를 전압계를 사용하여 확인한다. 여기에서, 일정값은 일예로 300mV일수 있다.
이후에, 제어부는 단자 전압이 제2 일정값이 되면 고전류 스위치를 오프하고, 저전류 스위치를 온하여 저전류원에서 미세 전류가 반도체 소자에 공급되어 미세 전류를 이용하여 반도체 소자가 히팅(heating) 되도록 한다.
그러면, 반도체 소자의 접합 온도는 이미 충분히 상승해 있기 때문에 더 상승하는 것이 아니라 하강하게 되며 이에 따라 단자 전압은 서서히 증가하게 된다.
이때, 제어부는 전압계를 통하여 측정한 단자전압이 고점 목표전압에 도달하였는지를 판단하여 고점 목표전압에 도달하였으면 반도체 소자의 베이스에 오프 신호를 인가하여 반도체 소자를 오프시킨다(S140).
한편, 이와 같은 오프 상태가 일정 시간 계속되어(일예로 7.2초)(S150) 접합온도가 상온에서 최저값으로 떨어지면 제어부는 다시 위에서 설명한 방식으로 동작하여 온오프 시험을 계속한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 반도체소자에 전류를 인가하였을 때, 측정되는 Vce(collector-emitter) 전압 측정값을 이용하여 반도체 온/오프 사이클 시험이 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면, 반도체 소자에서 전류 인가시 Tj(Junction Temperature,접합온도)와 Vce 전압측정값의 선형적인 관계를 활용하여 반도체 ㅇ오온/오프 사이클 시험이 가능하다.
그 결과, 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 온/오프시 반복동작에 의한 솔더부 및 와이어 본딩부의 박리, 크랙에 대한 내성을 정확하게 평가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 반도체 소자의 열화 및 고장발생 시점 확인을 통해 수명을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 저전류원 20 : 고전류원
30 : 저전류 스위치 40 : 고전류 스위치
50 : 전압계 60 : 제어부
100 : 전류 공급부 200 : 스위치부

Claims (15)

  1. 반도체 소자의 양단자에 제1 전류 또는 제1 전류보다 큰 제2 전류를 제공하는 전류 공급부;
    상기 전류 공급부의 전류 공급 경로에 위치하여 제1 전류 또는 제2 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 스위치부;
    상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 전압계; 및
    상기 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 한 후에 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하고, 다시 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 제어부를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 전류 공급부는
    제1 전류를 공급하는 제1 전류원; 및
    제1 전류보다 큰 제2 전류를 제공하는 제2 전류원으로 이루어진 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  3. 청구항2에 있어서,
    상기 스위치부는
    상기 제1 전류원의 전류 공급 경로에 위치하여 제1 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 제1 스위치; 및
    상기 제2 전류원의 전류 공급 경로에 위치하여 제2 전류의 공급을 차단하거나 통과시키는 제2 스위치를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 반도체 소자를 일정 시간 오프시킨 후에 재차 상기 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 한 후에 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하고, 다시 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 동작을 반복하는 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전류는 10mA에서 50mA의 범위 내에 있으며, 상기 제2 전류는 1A에서 10A의 범위 내에 있는 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 소자는 IGBT인 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 반도체 소자는 MOSFET인 반도체 소자의 온오프 시험 장치.
  8. (A) 제어부는 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하여 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 하는 단계;
    (B) 상기 제어부는 제2 전류를 공급하여 단자전압이 제2 일정값에 이르도록 하는 단계; 및
    (C) 상기 제어부는 제1 전류를 공급하여 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 한 후에 오프시키는 단계를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    (D) 상기 제어부는 일정 시간을 반도체 소자를 오프시킨 후에 상기 (A) 단계 내지 (C) 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  10. 청구항 8에서
    상기 (A)단계는
    (A-1) 제어부는 반도체 소자를 온시킨 후에 제1 전류를 공급하는 단계;
    (A-2) 전압계가 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 단계; 및
    (A-3) 상기 제어부는 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제1 일정값에 이르도록 제1 전류를 공급하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  11. 청구항 8에서
    상기 (B)단계는
    (B-1) 제어부는 제2 전류를 공급하는 단계;
    (B-2) 전압계가 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 단계; 및
    (B-3) 상기 제어부는 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 제2 일정값에 이르도록 제2 전류를 공급하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  12. 청구항 8에서
    상기 (C)단계는
    (C-1) 제어부는 반도체 소자에 제1 전류를 공급하는 단계;
    (C-2) 전압계가 상기 반도체 소자의 단자 전압을 측정하여 출력하는 단계; 및
    (C-3) 상기 제어부는 상기 전압계에서 측정한 단자 전압이 목표 전압에 이르도록 제1 전류를 공급하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 전류는 10mA에서 50mA의 범위 내에 있으며, 상기 제2 전류는 1A에서 10A의 범위 내에 있는 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 반도체 소자는 IGBT인 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 반도체 소자는 MOSFET인 반도체 소자의 온오프 시험 방법.
KR1020130075651A 2013-06-28 2013-06-28 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법 KR20150003019A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130075651A KR20150003019A (ko) 2013-06-28 2013-06-28 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130075651A KR20150003019A (ko) 2013-06-28 2013-06-28 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150003019A true KR20150003019A (ko) 2015-01-08

Family

ID=52475996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130075651A KR20150003019A (ko) 2013-06-28 2013-06-28 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150003019A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106291303A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 Abb有限公司 电力驱动系统中的功率半导体器件的老化的确定
CN108680846A (zh) * 2018-05-09 2018-10-19 浙江埃菲生能源科技有限公司 一种大功率igbt模块在线测试系统
CN109342913A (zh) * 2018-10-23 2019-02-15 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） Igbt结温监控系统
EP3492935A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-05 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Health monitoring of power semiconductor device
WO2020087928A1 (zh) * 2018-10-28 2020-05-07 北京工业大学 一种汽车级igbt多结温差控制的功率循环实验装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278910A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 検査方法及び検査装置
JP2012018025A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Fuji Electric Co Ltd 半導体パワーモジュールの劣化診断方法及び劣化診断装置
CN102680819A (zh) * 2012-04-28 2012-09-19 中国科学院电工研究所 电力电子器件的加速寿命测试电路及测试方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278910A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 検査方法及び検査装置
JP2012018025A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Fuji Electric Co Ltd 半導体パワーモジュールの劣化診断方法及び劣化診断装置
CN102680819A (zh) * 2012-04-28 2012-09-19 中国科学院电工研究所 电力电子器件的加速寿命测试电路及测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문(2013.03.13) *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106291303A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 Abb有限公司 电力驱动系统中的功率半导体器件的老化的确定
CN106291303B (zh) * 2015-06-25 2019-09-27 Abb瑞士股份有限公司 电力驱动系统中的功率半导体器件的老化的确定
EP3492935A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-05 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Health monitoring of power semiconductor device
WO2019107075A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Mitsubishi Electric Corporation Diagnostic device and method to establish degradation state of electrical connection in power semiconductor device
CN111406220A (zh) * 2017-12-01 2020-07-10 三菱电机株式会社 建立功率半导体装置中的电连接的劣化状态的诊断装置和方法
CN111406220B (zh) * 2017-12-01 2022-03-08 三菱电机株式会社 建立功率半导体装置中的电连接的劣化状态的诊断装置和方法
CN108680846A (zh) * 2018-05-09 2018-10-19 浙江埃菲生能源科技有限公司 一种大功率igbt模块在线测试系统
CN108680846B (zh) * 2018-05-09 2020-06-09 浙江埃菲生能源科技有限公司 一种大功率igbt模块在线测试系统
CN109342913A (zh) * 2018-10-23 2019-02-15 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） Igbt结温监控系统
CN109342913B (zh) * 2018-10-23 2021-07-30 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） Igbt结温监控系统
WO2020087928A1 (zh) * 2018-10-28 2020-05-07 北京工业大学 一种汽车级igbt多结温差控制的功率循环实验装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Choi et al. Power cycling test methods for reliability assessment of power device modules in respect to temperature stress
Choi et al. Advanced accelerated power cycling test for reliability investigation of power device modules
Smet et al. Evaluation of $ V_ {\rm ce} $ Monitoring as a Real-Time Method to Estimate Aging of Bond Wire-IGBT Modules Stressed by Power Cycling
Tian et al. Monitoring IGBT's health condition via junction temperature variations
JP5267053B2 (ja) 半導体試験装置
Baba et al. Active Power Cycling Test Bench for SiC Power MOSFET s—Principles, Design, and Implementation
US20120081139A1 (en) Semiconductor test device, semiconductor test circuit connection device, and semiconductor test method
KR20150003019A (ko) 반도체 소자의 온오프 시험 장치 및 그 방법
Forest et al. Fast power cycling protocols implemented in an automated test bench dedicated to IGBT module ageing
EP3239726A1 (en) Testing method with active heating and testing system
US9279861B2 (en) Apparatus for testing switching of power semiconductor module
Zhu et al. Thermal characterization method of power semiconductors based on H-bridge testing circuit
Seidel et al. Power cycling test with power generated by an adjustable part of switching losses
Jormanainen et al. High humidity, high temperature and high voltage reverse bias-a relevant test for industrial applications
CN102565657B (zh) 测试装置
CN115236479A (zh) 基于SiC器件的老化试验平台及退化原因的分辨方法
Tian et al. Study on case temperature distribution for condition monitoring of multidie IGBT modules
Naghibi et al. An online failure assessment approach for sic-based mosfet power modules using iterative condition monitoring technique
Riedel et al. Simultaneous testing of wirebond and solder fatigue in IGBT modules
ten Have et al. An approach to lifetime estimation of SiC MOSFETs subjected to thermal stress
Davis et al. Methodology and apparatus for rapid power cycle accumulation and in-situ incipient failure monitoring for power electronic modules
Sarkany et al. Thermal transient analysis of semiconductor device degradation in power cycling reliability tests with variable control strategies
Ibrahim et al. Condition monitoring and evaluation of Ron degradation during power cycling in switching mode of SiC-Mosfets power modules
Ghimire et al. Ageing monitoring in IGBT module under sinusoidal loading
Lutz Power cycling–methods, measurement accuracy, comparability

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application