KR20160131709A - Diagnostic apparatus of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus to diagnose a semiconductor device. According to the present invention, the apparatus comprises: a switch installed between a semiconductor device to be diagnosed and a system where the semiconductor device is installed, so as to determine supplying driving current to the semiconductor device from the system; a switch controller to control on-off operation of the switch; a diagnostic signal provider to provide the semiconductor device with a diagnostic input signal for diagnosing the semiconductor device when the switch is turned off by the switch controller; and a state diagnostic device to diagnose a state of the semiconductor device according to a diagnostic output signal outputted from the semiconductor device receiving the diagnostic input signal. According to the present invention, an operation state of a semiconductor device can be reliably diagnosed in a state not separating the semiconductor device used as a part in a system from the system.

Description

반도체 소자 진단장치{DIAGNOSTIC APPARATUS OF SEMICONDUCTOR DEVICE}[0001] DIAGNOSTIC APPARATUS OF SEMICONDUCTOR DEVICE [0002]

본 발명은 반도체 소자 진단장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 신뢰성있게 진단할 수 있는 반도체 소자 진단장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor device diagnostic apparatus. More particularly, the present invention relates to a semiconductor device diagnostic apparatus capable of reliably diagnosing an operating state of a semiconductor device used as a component in a system without detaching the semiconductor device from the system.

일반적으로, 반도체 부품이 시스템에 적용되어 사용될 경우 반도체 부품의 외부 케이스, 실장 상태 등에 따라 해당 반도체 부품에 인가되는 스트레스(stress) 수준은 달라진다. 반도체 부품 자체에 대한 신뢰성 보증수준은 제조사에서 제공되고 있으나, 이는 표준화된 환경 하에서 시험된 결과일 뿐이다.Generally, when a semiconductor component is used in a system, the stress level applied to the semiconductor component varies depending on the outer case of the semiconductor component, the mounting state, and the like. Reliability assurance levels for semiconductor components themselves are provided by the manufacturer, but this is only the result of testing under standardized circumstances.

그러나, 반도체 부품이 실제 시스템에 적용되어 사용될 경우 방열 조건, 외부 온도 등의 환경이 달라지므로, 제조사가 제공하는 신뢰성 보증정보로는 시스템 내부에서 반도체 부품에 가해지는 정확한 스트레스 수준을 평가하기 어렵다는 문제점이 있다.However, when the semiconductor parts are applied to the actual system, the environment such as the heat dissipation condition and the external temperature is changed. Therefore, it is difficult to evaluate the accurate stress level applied to the semiconductor components in the system as the reliability assurance information provided by the manufacturer have.

한편, 반도체 부품이 시스템 내에서 비정상적으로 동작하는 경우, 반도체 부품을 시스템으로부터 물리적으로 분리하지 않은 상태에서는, 해당 반도체 부품의 상태를 정확히 진단하기 어렵다는 문제점이 있다.On the other hand, when the semiconductor part operates abnormally in the system, there is a problem that it is difficult to accurately diagnose the state of the semiconductor part in a state where the semiconductor part is not physically separated from the system.

그러나, 반도체 부품을 시스템으로부터 분리하여 테스트하는 경우, 분리 과정에서 반도체 부품이 손상될 가능성이 있으며, 분리 전후의 반도체 부품의 상태가 달라져서, 반도체 부품이 시스템 내에서 동작하는 경우의 동작상태와 반도체 부품이 시스템으로부터 분리되었을 때의 동작상태가 서로 다른 특성을 보이는 경우가 있기 때문에, 반도체 부품을 시스템으로부터 분리하여 그 상태를 평가하기는 어렵다. 즉, 시스템으로부터 분리된 반도체 부품에 대한 상태 평가를 통해서는, 그 반도체 부품이 실제 시스템 내에서 동작할 때의 상태를 적정하게 평가하기 어렵다는 문제점이 있다.
However, when the semiconductor component is separated from the system and tested, there is a possibility that the semiconductor component may be damaged during the separation process, and the state of the semiconductor component before and after the separation may be changed, It is difficult to separate the semiconductor component from the system and evaluate its state because the operation state when separated from the system may show different characteristics. That is, there is a problem that it is difficult to appropriately evaluate the state at the time when the semiconductor component operates in an actual system through the state evaluation of the semiconductor component separated from the system.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0011030호(공개일자: 2005년 01월 29일, 명칭: 전력변환장치의 열화진단 방법 및 장치)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0011030 (Published Date: Jan. 29, 2005, titled: Method and Apparatus for Deterioration Detection of Power Conversion Device)

본 발명은 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 신뢰성있게 진단할 수 있는 반도체 소자 진단장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a semiconductor device diagnostic apparatus capable of reliably diagnosing an operating state thereof without separating a semiconductor device used as a component in the system from the system.

본 발명은 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 진단함으로써, 반도체 소자의 상태 진단에 소요되는 시간과 비용을 줄이는 것을 기술적 과제로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is a technical object of the present invention to reduce the time and cost required for diagnosing a state of a semiconductor device by diagnosing an operation state of the semiconductor device without separating the semiconductor device used as a component from the system.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자 진단장치는 진단 대상인 반도체 소자와 상기 반도체 소자가 설치된 시스템 사이에 설치되어 상기 시스템으로부터 상기 반도체 소자로의 구동전류의 공급여부를 결정하는 스위치, 상기 스위치의 온-오프(on-off) 동작을 제어하는 스위치 제어기, 상기 스위치 제어기에 의해 상기 스위치가 오프된 경우 상기 반도체 소자로 상기 반도체 소자를 진단하기 위한 진단 입력신호를 공급하는 진단신호 공급기 및 상기 진단 입력신호를 공급받은 반도체 소자가 출력하는 진단 출력신호에 따라 상기 반도체 소자의 상태를 진단하는 상태 진단기를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device diagnostic apparatus comprising: a switch provided between a semiconductor device to be diagnosed and a system in which the semiconductor device is installed, for determining whether or not a driving current is supplied from the system to the semiconductor device; A switch controller for controlling an on-off operation of the switch, a diagnostic signal supply for supplying a diagnostic input signal for diagnosing the semiconductor element to the semiconductor element when the switch is turned off by the switch controller, And a state diagnostic unit for diagnosing the state of the semiconductor device in accordance with a diagnostic output signal output from the semiconductor device supplied with the diagnostic input signal.

본 발명에 따른 반도체 소자 진단장치에 있어서, 상기 진단신호 공급기는 상기 반도체 소자의 접합 온도를 평가하기 위한 전류진단신호를 공급하고, 상기 상태 진단기는 전압강하-접합온도 대응 관계를 참조하여 상기 전류진단신호의 공급에 따른 상기 반도체 소자의 전압 강하값을 상기 접합 온도로 변환하여 상기 반도체 소자의 상태를 진단하는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor device diagnostic apparatus according to the present invention, the diagnostic signal supply unit supplies a current diagnostic signal for evaluating a junction temperature of the semiconductor device, and the state diagnostic unit refers to the voltage drop- And the voltage drop value of the semiconductor element according to the supply of the signal is converted into the junction temperature to diagnose the state of the semiconductor element.

본 발명에 따른 반도체 소자 진단장치에 있어서, 상기 전류진단신호는 상기 반도체 소자의 문턱전압(threshold voltage)에 오차범위 내에서 대응하는 전류값을 갖는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor device diagnosis apparatus according to the present invention, the current diagnostic signal has a corresponding current value within an error range with respect to a threshold voltage of the semiconductor device.

본 발명에 따른 반도체 소자 진단장치에 있어서, 상기 전압강하-접합온도 대응 관계에는 상기 반도체 소자와 동종 소자의 전압 강하값에 대응하는 접합 온도가 특정되어 있는 것을 특징으로 한다.In the semiconductor device diagnosing apparatus according to the present invention, the junction temperature corresponding to the voltage drop value of the semiconductor element and the like element is specified in the voltage drop-junction temperature correspondence relationship.

본 발명에 따른 반도체 소자 진단장치에 있어서, 상기 진단신호 공급기는 상기 반도체 장치의 과도응답을 평가하기 위한 펄스진단신호를 공급하고, 상기 상태 진단기는 상기 펄스진단신호의 공급에 따른 상기 반도체 소자의 과도응답 특성을 측정하여 상기 반도체 소자의 상태를 진단하는 것을 특징으로 한다.
In the semiconductor device diagnosis apparatus according to the present invention, the diagnostic signal supply unit supplies a pulse diagnostic signal for evaluating a transient response of the semiconductor device, and the state diagnostic unit detects a transient state of the semiconductor device And the state of the semiconductor element is diagnosed by measuring a response characteristic.

본 발명에 따르면, 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 신뢰성있게 진단할 수 있는 반도체 소자 진단장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided an apparatus for diagnosing a semiconductor device capable of reliably diagnosing an operation state thereof without separating a semiconductor element used as a part in the system from the system.

또한, 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 진단함으로써, 반도체 소자의 상태 진단에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
Further, there is an effect that it is possible to reduce the time and cost required for diagnosing the state of the semiconductor device by diagnosing the operation state of the semiconductor device without separating the semiconductor device used as a component from the system.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치의 구체적인 동작의 하나의 예를 설명하기 위한 도면으로서, 반도체 소자의 전압 강하값으로부터 접합 온도를 추정함으로써, 반도체 소자의 상태를 진단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 방식에 이용되는 전압강하-접합온도 변환 그래프의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치의 구체적인 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 반도체 소자의 과도응답 특성을 측정함으로써, 반도체 소자의 상태를 진단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a semiconductor device diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a specific operation of the semiconductor device diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a junction temperature is estimated from a voltage drop value of a semiconductor element, Fig.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a voltage drop-junction temperature conversion graph used in the method of FIG.
4 is a diagram for explaining another specific example of the operation of the semiconductor device diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention. The diagram is a diagram for explaining a method of diagnosing the state of semiconductor elements by measuring the transient response characteristic of the semiconductor element FIG.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 기본원리에 대하여 설명한다.Before explaining preferred embodiments of the present invention, the basic principle of the present invention will be described.

반도체 소자가 특정 시스템 내에서 부품으로 동작하는 경우, 반도체 소자의 고장을 유발하는 주요 스트레스(stress) 인자로는 고전압, 과전류, 피로(온도변화, 진동, 충격 등), 온도 등이 있다. 이 스트레스 인자들 중, 온도 특성은 주위의 환경 뿐만 아니라 반도체 소자 자체의 발열 및 방열 특성에 따라 크게 좌우되므로 부품 자체의 스트레스 수준을 정량적으로 측정하기 어렵다.When a semiconductor device operates as a component in a specific system, the main stress factors causing failure of the semiconductor device include high voltage, overcurrent, fatigue (temperature change, vibration, shock, etc.), temperature and the like. Of these stress factors, the temperature characteristic is highly dependent on the heat generation and heat dissipation characteristics of the semiconductor device itself as well as the surrounding environment, so it is difficult to quantitatively measure the stress level of the component itself.

또한 피로 등에 의한 본딩 영역에서의 크랙, 박리 등은 간헐적으로만 문제를 일으키는 경우가 많아서 진단이 어렵다.In addition, cracking and peeling in the bonding region due to fatigue or the like often cause problems only intermittently, making diagnosis difficult.

부품을 시스템으로부터 분리하여 테스트하는 경우, 분리 과정에서 부품이 손상될 가능성이 있으며, 분리 전후의 부품의 상태가 달라져서, 부품이 시스템 내에서 동작하는 경우의 동작상태와 부품이 시스템으로부터 분리되었을 때의 동작상태가 서로 다른 특성을 보이는 경우가 있기 때문에, 부품을 시스템으로부터 분리하여 그 상태를 평가하기는 어렵다. 즉, 시스템으로부터 분리된 부품에 대한 상태 평가를 통해서는, 그 부품이 실제 시스템 내에서 동작할 때의 상태를 적정하게 평가하기 어렵다는 문제점이 있다.If the part is tested from the system, there is a possibility that the part may be damaged during the separation process, and the state of the part before and after the separation may be changed so that the operation state when the part operates in the system, It is difficult to separate the component from the system and evaluate its state because the operation state may show different characteristics. That is, there is a problem that it is difficult to appropriately evaluate the state when the part operates in an actual system through the state evaluation of the part separated from the system.

따라서 본 발명은 시스템에 포함된 부품 즉, 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않고, 시스템 내부에서 동작하는 반도체 소자의 상태를 효과적으로 진단할 수 있는 방법을 제시한다.Therefore, the present invention proposes a method for effectively diagnosing the state of a semiconductor device operating in the system without separating the components included in the system, that is, the semiconductor device from the system.

본 발명은 진단 대상인 반도체 소자의 접합 온도(TJ) 평가를 통해 진단 대상인 반도체 소자가 시스템 내에서 받고 있는 스트레스 수준을 정량적으로 평가할 수 있도록 구성된다. 이를 위하여, 반도체 소자의 동작 중에 접합 온도 평가를 위한 작은 크기의 소전류를 인가하고, 이 소전류로 인해 반도체 소자의 양단에 발생하는 전압 강하값(VF)를 측정하고, 실험을 통해 획득된 반도체 소자의 전압강하-접합온도 대응 관계를 이용하여 전압 강하값을 접합 온도로 변환함으로써, 반도체 소자의 접합 온도를 신뢰성 있게 추정할 수 있다.The present invention is configured to quantitatively evaluate a stress level received in a system by a semiconductor device to be diagnosed through evaluation of a junction temperature (T J ) of a semiconductor device to be diagnosed. To this end, a small-sized small current for evaluating the junction temperature is applied during the operation of the semiconductor device, a voltage drop value (V F ) generated at both ends of the semiconductor device due to the small current is measured, The junction temperature of the semiconductor element can be reliably estimated by converting the voltage drop value into the junction temperature by using the voltage drop-junction temperature correspondence relationship of the semiconductor element.

반도체 소자의 불량 또는 오작동 등이 의심되는 경우에도, 적정한 진단신호를 인가하여 진단을 실시, 해당 반도체 소자를 별도 분리하지 않고도 특성을 진단할 수 있다. 진단신호는 접합 온도 평가를 위한 소전류일수도 있고, 과도응답 특성을 평가하기 위한 펄스 신호일수도 있다.Even when a defect or malfunction of a semiconductor element is suspected, diagnosis can be performed by applying an appropriate diagnostic signal, and the characteristic can be diagnosed without separately separating the semiconductor element. The diagnostic signal may be a small current for evaluating the junction temperature or a pulse signal for evaluating transient response characteristics.

반도체 소자의 접합 온도 진단을 예로 들면, 반도체 소자에서 발생하는 전압강하는 이종 반도체간의 접합에 의한 포텐셜 전압, 반도체 내부의 저항성분, 금속과의 접촉저항 등의 합으로 구성되며, 이들 중에서 포텐셜 전압은 온도에 비례하는 특성을 갖는다. 따라서 전압 강하값 측정을 통해 반도체 소자의 접합 온도를 추정할 수 있다. 포텐셜 전압의 측정을 위해서는 다른 저항성분의 영향을 최소화하기 위해 측정 시 공급되는 진단전류가 적정하게 설정되어야 하며, 예를 들어, 약간의 오차 범위 내에서 문턱전압(threshold voltage)에 대응하는 전류의 크기로 설정될 수 있다. 또한 소자의 발열을 방지하기 위하여, 진단 전류는 비교적 낮은 값으로 설정된다. 진단 전류가 인가되었을 때 반도체 소자의 전압 강하가 진단 장치에서 계측되며, 해당 전압 강하값은 접합 온도로 환산된다.For example, in the case of diagnosing the junction temperature of a semiconductor device, a voltage drop occurring in a semiconductor device is constituted by a sum of a potential voltage due to bonding between different kinds of semiconductors, a resistance component inside the semiconductor, a contact resistance with a metal, And has a characteristic proportional to temperature. Therefore, the junction temperature of the semiconductor device can be estimated by measuring the voltage drop value. For the measurement of the potential voltage, the diagnostic current supplied during the measurement should be properly set in order to minimize the influence of the other resistance components. For example, if the magnitude of the current corresponding to the threshold voltage Lt; / RTI > Also, in order to prevent the device from generating heat, the diagnostic current is set to a relatively low value. When the diagnostic current is applied, the voltage drop of the semiconductor device is measured by the diagnostic device, and the corresponding voltage drop value is converted to the junction temperature.

진단 대상인 반도체 소자의 전압 강하값(VF)과 접합 온도(TJ)의 관계는 사전 시험을 통해 획득되어 진단 장치에 저장되며, 이들간의 대응 관계는 도 3에 개시된 바와 같은 전압강하-접합온도 변환 그래프로 표현될 수 있다.
The relationship between the voltage drop value (V F ) of the semiconductor device to be diagnosed and the junction temperature (T J ) is acquired through a preliminary test and stored in a diagnostic device, and the correspondence between them is determined by the voltage drop- Can be expressed as a transformation graph.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating a semiconductor device diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치(30)는 스위치(310), 스위치 제어기(320), 진단신호 공급기(330) 및 상태 진단기(350)를 포함하여 구성된다.1, a semiconductor device diagnostic apparatus 30 according to an embodiment of the present invention includes a switch 310, a switch controller 320, a diagnostic signal supplier 330, and a status diagnostic unit 350 .

스위치(310)는 진단 대상인 반도체 소자(20)와 이 반도체 소자(20)가 부품으로 설치된 시스템(10) 사이에 설치되어 있으며, 시스템(10)으로부터 반도체 소자(20)로의 구동전류의 공급여부를 결정하는 기능을 수행한다. 이러한 스위치(310)는 반도체 소자(20)에 대한 상태 진단시점 이전 즉, 반도체 소자(20)가 전체 시스템(10) 내에서 동작하는 시간 동안 온(on) 상태를 유지하다가, 반도체 소자(20)에 대한 상태 진단시점에서 스위치 제어기(320)에 의해 오프(off)된다. 스위치(310)가 온 상태를 유지하면, 반도체 소자(20)는 시스템(10)으로부터 공급받는 구동 전류에 의해 동작하고, 스위치(310)가 오프되면, 반도체 소자(20)는 진단신호 공급기(330)로부터 공급받는 진단 입력신호에 의해 동작한다.The switch 310 is provided between the semiconductor device 20 to be diagnosed and the system 10 in which the semiconductor device 20 is provided as a component and determines whether or not the drive current is supplied from the system 10 to the semiconductor device 20 . The switch 310 maintains the on state during a period of time during which the semiconductor device 20 operates in the entire system 10 before the diagnosis of the state of the semiconductor device 20, And is turned off by the switch controller 320 at the time of the state diagnosis for the terminal. When the switch 310 is turned on, the semiconductor device 20 operates by the drive current supplied from the system 10, and when the switch 310 is turned off, the semiconductor device 20 is connected to the diagnostic signal supply 330 As shown in FIG.

스위치 제어기(320)는 스위치(310)의 온-오프(on-off) 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 반도체 소자(20)의 상태를 진단하기 위한 시점에서, 스위치 제어기(320)는 스위치(310)로 스위치 턴오프(turn-off) 제어신호를 공급하며, 스위치(310)는 온 상태를 유지하다가 이 스위치 턴오프 제어신호에 따라 턴오프된다.The switch controller 320 functions to control the on-off operation of the switch 310. That is, at the time of diagnosing the state of the semiconductor device 20, the switch controller 320 supplies a switch turn-off control signal to the switch 310, and the switch 310 maintains the on state And is turned off according to the switch turn-off control signal.

진단신호 공급기(330)는 스위치 제어기(320)에 의해 스위치(310)가 오프된 경우 반도체 소자(20)로 반도체 소자(20)를 진단하기 위한 진단 입력신호를 공급하는 기능을 수행한다. 진단 입력신호로는 다양한 신호들이 이용될 수 있으며, 예를 들어, 반도체 소자(20)의 접합 온도를 평가하기 위한 전류진단신호, 반도체 장치의 과도응답을 평가하기 위한 펄스진단신호 등이 진단 입력신호로 적용될 수 있다.The diagnostic signal supply 330 functions to supply a diagnostic input signal for diagnosing the semiconductor device 20 to the semiconductor device 20 when the switch 310 is turned off by the switch controller 320. [ Various diagnostic signals may be used as the diagnostic input signal. For example, a current diagnostic signal for evaluating the junction temperature of the semiconductor device 20, a pulse diagnostic signal for evaluating the transient response of the semiconductor device, . ≪ / RTI >

역전류 방지 다이오드(340)는 스위치(310)와 진단신호 공급기(330) 사이에 설치되어 있으며, 스위치(310)가 온 상태일 때 시스템(10)으로부터 진단신호 공급기(330)로 흐를 수 있는 역전류의 유입을 방지한다.The reverse current prevention diode 340 is installed between the switch 310 and the diagnostic signal feeder 330 and is capable of switching from the system 10 to the diagnostic signal feeder 330 when the switch 310 is on, Thereby preventing the flow of the flow.

상태 진단기(350)는 진단신호 공급기(330)로부터 진단 입력신호를 공급받은 반도체 소자(20)가 출력하는 진단 출력신호에 따라 반도체 소자(20)의 상태를 진단하는 기능을 수행한다.The state diagnostic unit 350 performs a function of diagnosing the state of the semiconductor device 20 according to a diagnostic output signal output from the semiconductor device 20 supplied with the diagnostic input signal from the diagnostic signal supplier 330.

하나의 예로, 진단신호 공급기(330)가 반도체 소자(20)의 접합 온도를 평가하기 위한 전류진단신호를 공급하는 경우, 상태 진단기(350)는 전압강하-접합온도 대응 관계를 참조하여 전류진단신호의 공급에 따른 반도체 소자(20)의 전압 강하값을 접합 온도로 변환하여 반도체 소자(20)의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다. 진단 대상인 반도체 소자(20)의 전압 강하값(VF)과 접합 온도(TJ)의 관계는 사전 시험을 통해 획득되어 상태 진단기(350)에 구비된 저장부에 저장되며, 이들간의 대응 관계의 예인 전압강하-접합온도 변환 그래프가 도 3에 개시되어 있다. 물론, 상태 진단부에는 반도체 소자(20)의 종류별로 획득된 전압강하-접합온도 변환 그래프가 저장될 수 있다.In one example, when the diagnostic signal supplier 330 supplies a current diagnostic signal for evaluating the junction temperature of the semiconductor device 20, the state diagnostic device 350 refers to the voltage drop- The voltage drop value of the semiconductor element 20 may be converted to the junction temperature to diagnose the state of the semiconductor element 20. The relationship between the voltage drop value V F of the semiconductor device 20 to be diagnosed and the junction temperature T J is acquired through a preliminary test and stored in a storage unit provided in the state diagnostic apparatus 350, The tow voltage drop-junction temperature conversion graph is shown in FIG. Of course, the voltage drop-junction temperature conversion graph obtained for each type of semiconductor device 20 may be stored in the state diagnosis unit.

이러한 접합 온도 평가 방식에서, 전류진단신호는 반도체 소자(20)의 문턱전압(threshold voltage)에 오차범위 내에서 대응하는 전류값을 갖도록 설정되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 반도체 소자(20)의 다른 저항성분의 영향을 최소화한 상태에서 포텐셜 전압을 정확하게 측정할 수 있으며, 반도체 소자(20)의 불필요한 발열을 방지할 수 있다.In such a junction temperature evaluation method, it is preferable that the current diagnostic signal is set to have a corresponding current value within an error range with respect to a threshold voltage of the semiconductor device 20. [ According to this, the potential voltage can be accurately measured in a state in which the influence of other resistance components of the semiconductor element 20 is minimized, and unnecessary heat generation of the semiconductor element 20 can be prevented.

다른 예로, 진단신호 공급기(330)는 반도체 장치의 과도응답을 평가하기 위한 펄스진단신호를 공급하고, 상태 진단기(350)는 펄스진단신호의 공급에 따른 반도체 소자(20)의 과도응답 특성을 측정함으로써, 반도체 소자(20)의 상태를 진단하도록 구성될 수 있다.In another example, the diagnostic signal supplier 330 supplies a pulse diagnostic signal for evaluating the transient response of the semiconductor device, and the status diagnostic unit 350 measures the transient response characteristic of the semiconductor device 20 with the supply of the pulse diagnostic signal So as to diagnose the state of the semiconductor element 20.

구체적인 예를 들어, 상태 진단기(350)는 오실로스코프, 스펙트럼 분석기 등의 기능을 구비하는 장치일 수 있으며, 진단 대상 반도체 소자(20)에 진단입력신호가 인가되었을 때 전압, 스펙트럼, 과도응답 특성 등을 측정하여 시험 대상품의 상태를 진단할 수 있다.
For example, the status diagnostic unit 350 may be an apparatus having functions such as an oscilloscope and a spectrum analyzer. When the diagnostic input signal is applied to the semiconductor device 20 to be diagnosed, a voltage, a spectrum, It is possible to diagnose the status of the test versus the goods by measuring.

이하에서는, 앞서 설명한 접합 온도 평가 방식과 과도응답 특성 평가 방식에 있어서, 반도체 소자 진단장치(30)의 구체적인 동작을 설명한다.Hereinafter, the concrete operation of the semiconductor device diagnostic apparatus 30 will be described in the above-described joint temperature evaluation method and transient response characteristic evaluation method.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치(30)의 구체적인 동작의 하나의 예를 설명하기 위한 도면으로서, 반도체 소자(20)의 전압 강하값으로부터 접합 온도를 추정함으로써, 반도체 소자(20)의 상태를 진단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining an example of a concrete operation of the semiconductor device diagnosis apparatus 30 according to an embodiment of the present invention. By estimating the junction temperature from the voltage drop value of the semiconductor element 20, And diagnoses the state of the portable terminal 20 according to the present invention.

도 2를 추가적으로 참조하면, 단계 S210에서는, 스위치 제어기(320)가 온 상태에 있는 스위치(310)를 턴오프시키기 위한 스위치 턴오프 제어신호를 출력하는 과정이 수행된다.2, in step S210, a process of outputting a switch turn-off control signal for turning off the switch 310 in the ON state of the switch controller 320 is performed.

단계 S220에서는, 온 상태를 유지하던 스위치(310)가 스위치 제어기(320)로부터 공급받은 스위치 턴오프 제어신호에 따라 턴오프되어, 시스템(10)에서 반도체 소자(20)로 공급되던 구동전류가 차단된다.In step S220, the switch 310, which has been kept in the on state, is turned off in accordance with the switch turn-off control signal supplied from the switch controller 320 so that the drive current supplied to the semiconductor element 20 in the system 10 is interrupted do.

단계 S230에서는, 진단신호 공급기(330)가 반도체 소자(20)로 전류진단신호를 공급하는 과정이 수행된다.In step S230, a process of supplying the current diagnostic signal to the semiconductor element 20 is performed by the diagnostic signal supply unit 330. [

단계 S240에서는, 반도체 소자(20)가 전류진단신호에 의해 동작하는 과정이 수행된다.In step S240, a process of operating the semiconductor device 20 by the current diagnostic signal is performed.

단계 S250에서는, 상태 진단기(350)가 반도체 소자(20)의 양단의 전압 강하값을 측정하는 과정이 수행된다.In step S250, a process of measuring the voltage drop value at both ends of the semiconductor device 20 is performed by the state diagnostic device 350. [

단계 S260에서는, 상태 진단기(350)가 저장부에 저장되어 있는 전압강하-접합온도 대응 관계를 참조하여, 전압 강하값을 접합 온도로 변환하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 전압강하-접합온도 대응 관계는 전압강하-접합온도 변환 그래프의 형식으로 저장부에 저장될 수 있다.In step S260, the state diagnostic unit 350 performs a process of converting the voltage drop value to the junction temperature with reference to the voltage drop-junction temperature correspondence relationship stored in the storage unit. For example, the voltage drop-junction temperature correspondence can be stored in the storage in the form of a voltage drop-junction temperature transition graph.

단계 S270에서는, 상태 진단기(350)가 접합 온도를 기준으로 반도체 소자(20)의 상태를 진단하는 과정이 수행된다.
In step S270, a process of diagnosing the state of the semiconductor device 20 based on the junction temperature is performed by the state diagnostic device 350. [

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자 진단장치(30)의 구체적인 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면으로서, 반도체 소자(20)의 과도응답 특성을 측정함으로써, 반도체 소자(20)의 상태를 진단하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining another specific example of the operation of the semiconductor device diagnosis apparatus 30 according to the embodiment of the present invention. By measuring the transient response characteristics of the semiconductor element 20, Fig. 8 is a diagram for explaining a method of diagnosing a state.

도 4를 추가적으로 참조하면, 단계 S310에서는, 스위치 제어기(320)가 온 상태에 있는 스위치(310)를 턴오프시키기 위한 스위치 턴오프 제어신호를 출력하는 과정이 수행된다.4, in step S310, a process of outputting a switch turn-off control signal for turning off the switch 310 in the ON state of the switch controller 320 is performed.

단계 S320에서는, 온 상태를 유지하던 스위치(310)가 스위치 제어기(320)로부터 공급받은 스위치 턴오프 제어신호에 따라 턴오프되어, 시스템(10)에서 반도체 소자(20)로 공급되던 구동전류가 차단된다.In step S320, the switch 310, which has been kept in the on state, is turned off in accordance with the switch turn-off control signal supplied from the switch controller 320 so that the drive current supplied to the semiconductor element 20 in the system 10 is interrupted do.

단계 S330에서는, 진단신호 공급기(330)가 반도체 소자(20)로 펄스진단신호를 공급하는 과정이 수행된다.In step S330, the process of supplying the diagnostic signal to the semiconductor device 20 by the diagnostic signal supplier 330 is performed.

단계 S340에서는, 반도체 소자(20)가 펄스진단신호에 의해 동작하는 과정이 수행된다.In step S340, a process of operating the semiconductor device 20 by the pulse diagnostic signal is performed.

단계 S350에서는, 상태 진단기(350)가 반도체 소자(20)의 과도응답 특성을 측정하는 과정이 수행된다.In step S350, the state diagnostic unit 350 measures the transient response characteristic of the semiconductor device 20.

단계 S260에서는, 상태 진단기(350)가 과도응답 특성을 기준으로 반도체 소자(20)의 상태를 진단하는 과정이 수행된다.
In step S260, the state diagnostic apparatus 350 performs a process of diagnosing the state of the semiconductor device 20 based on the transient response characteristic.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 신뢰성있게 진단할 수 있는 반도체 소자 진단장치가 제공되는 효과가 있다.As described above in detail, according to the present invention, there is provided an apparatus for diagnosing a semiconductor device capable of reliably diagnosing an operating state thereof without separating a semiconductor element used as a component from the system.

또한, 시스템 내에서 부품으로 사용되는 반도체 소자를 시스템으로부터 분리하지 않은 상태에서 그 동작 상태를 진단함으로써, 반도체 소자의 상태 진단에 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
Further, there is an effect that it is possible to reduce the time and cost required for diagnosing the state of the semiconductor device by diagnosing the operation state of the semiconductor device without separating the semiconductor device used as a component from the system.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

10: 시스템
20: 반도체 소자
30: 반도체 소자 진단장치
310: 스위치
320: 스위치 제어기
330: 진단신호 공급기
340: 역전류 방지 다이오드
350: 상태 진단기10: System
20: Semiconductor device
30: Semiconductor device diagnosis device
310: switch
320: Switch controller
330: Diagnostic signal feeder
340: reverse current prevention diode
350: Condition Diagnostic

Claims (5)

진단 대상인 반도체 소자와 상기 반도체 소자가 설치된 시스템 사이에 설치되어 상기 시스템으로부터 상기 반도체 소자로의 구동전류의 공급여부를 결정하는 스위치;
상기 스위치의 온-오프(on-off) 동작을 제어하는 스위치 제어기;
상기 스위치 제어기에 의해 상기 스위치가 오프된 경우 상기 반도체 소자로 상기 반도체 소자를 진단하기 위한 진단 입력신호를 공급하는 진단신호 공급기; 및
상기 진단 입력신호를 공급받은 반도체 소자가 출력하는 진단 출력신호에 따라 상기 반도체 소자의 상태를 진단하는 상태 진단기를 포함하는, 반도체 소자 진단장치.A switch which is provided between a semiconductor device to be diagnosed and a system in which the semiconductor device is installed and determines whether or not a drive current is supplied from the system to the semiconductor device;
A switch controller for controlling an on-off operation of the switch;
A diagnostic signal supply for supplying a diagnostic input signal for diagnosing the semiconductor device to the semiconductor device when the switch is turned off by the switch controller; And
And a state diagnostic device for diagnosing the state of the semiconductor device in accordance with a diagnostic output signal output from the semiconductor device supplied with the diagnostic input signal. 제1항에 있어서,
상기 진단신호 공급기는 상기 반도체 소자의 접합 온도를 평가하기 위한 전류진단신호를 공급하고,
상기 상태 진단기는 전압강하-접합온도 변환 그래프를 참조하여 상기 전류진단신호의 공급에 따른 상기 반도체 소자의 전압 강하값을 상기 접합 온도로 변환하여 상기 반도체 소자의 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는, 반도체 소자 진단장치.The method according to claim 1,
Wherein the diagnostic signal supply unit supplies a current diagnostic signal for evaluating a junction temperature of the semiconductor element,
Wherein the state diagnostic unit diagnoses the state of the semiconductor element by converting the voltage drop value of the semiconductor element according to the supply of the current diagnostic signal to the junction temperature with reference to the voltage drop- Device diagnostics. 제2항에 있어서,
상기 전류진단신호는 상기 반도체 소자의 문턱전압(threshold voltage)에 오차범위 내에서 대응하는 전류값을 갖는 것을 특징으로 하는, 반도체 소자 진단장치.3. The method of claim 2,
Wherein the current diagnostic signal has a corresponding current value within an error range with respect to a threshold voltage of the semiconductor device. 제3항에 있어서,
상기 전압강하-접합온도 변환 그래프에는 상기 반도체 소자와 동종 소자의 전압 강하값에 대응하는 접합 온도가 특정되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 소자 진단장치.The method of claim 3,
Wherein the junction temperature corresponding to the voltage drop value of the semiconductor element and the like element is specified in the voltage drop-junction temperature conversion graph. 제1항에 있어서,
상기 진단신호 공급기는 상기 반도체 장치의 과도응답을 평가하기 위한 펄스진단신호를 공급하고,
상기 상태 진단기는 상기 펄스진단신호의 공급에 따른 상기 반도체 소자의 과도응답 특성을 측정하여 상기 반도체 소자의 상태를 진단하는 것을 특징으로 하는, 반도체 소자 진단장치.
The method according to claim 1,
Wherein the diagnostic signal supply supplies a pulse diagnostic signal for evaluating a transient response of the semiconductor device,
Wherein the state diagnostic unit diagnoses a state of the semiconductor device by measuring a transient response characteristic of the semiconductor device in accordance with the supply of the pulse diagnostic signal.
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