TW201721160A - 測試系統 - Google Patents

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Yoichi Sakamoto
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Abstract

本發明之測試系統係實施包含被試驗器件之靜特性試驗之試驗者，且具備：複數個靜特性單元，其等用於靜特性試驗之測定；及換裝單元，其構成為可裝卸複數個靜特性單元中根據測定項目而選擇性使用之特定單元。

Description

測試系統
本發明係關於測試系統。
先前以來，有用以進行絕緣閘極型雙極電晶體(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)等功率半導體模組之檢查的試驗裝置。例如，於專利文獻1，記載有一種進行被試驗器件(DUT：Device Under Test)是否良好之判定的半導體試驗裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2009-92562號公報
[發明欲解決之問題] 根據使用者之要求規格，DUT之試驗項目及試驗內容有所不同。例如，於靜特性試驗中，有需要供給電壓之測定、需要供給電流之測定、需要供給電壓及電流之測定。於專利文獻1所記載之半導體試驗裝置中，無法靈活地對應此種要求規格。即，專利文獻1所記載之半導體試驗裝置為了設為要求規格所包含之DUT試驗項目及試驗內容所需之充分構成，必須進行個別地設計，因而用於提供半導體試驗裝置所需之時間增加。 於本技術領域中，期望一種即便於每個使用者要求之試驗項目不同之情形時，亦可靈活對應之測試系統。 [解決問題之技術手段] 本揭示一態樣之測試系統係實施包含被試驗器件之靜特性試驗之試驗的測試系統。該測試系統具備：複數個靜特性單元，其用於靜特性試驗之測定；及換裝單元，其構成為可裝卸複數個靜特性單元中根據靜特性試驗之測定項目而選擇性使用之特定單元。 於該測試系統中，將根據靜特性試驗之測定項目而選擇性使用之特定單元設為可裝卸。因此，例如，可根據要求之靜特性試驗之測定項目，將所需之特定單元安裝於換裝單元，並將無用之特定單元自換裝單元卸除。藉此，可提供一種即便於每個使用者要求之試驗項目不同之情形時，亦無需個別地設計測試系統，而僅以裝卸特定單元之簡單作業，即可對應於要求規格之測試系統。 於一實施形態中，特定單元可包含：第1電壓單元，其用以將第1電壓施加於被試驗器件；第2電壓單元，其用以將小於第1電壓之第2電壓施加於被試驗器件；及電流源單元，其用以將電流供給於被試驗器件。第1電壓單元、第2電壓單元、及電流源單元可根據要求之測定項目，安裝於換裝單元。於靜特性試驗中，有需要供給電壓之測定、需要供給電流之測定、需要供給電壓及電流之測定。因此，根據要求之靜特性試驗之測定項目，可將第1電壓單元、第2電壓單元、及電流源單元中所需之單元安裝於換裝單元，並將無用之特定單元自換裝單元卸除。藉此，可提供一種即便於每個使用者要求之試驗項目不同之情形時，亦無須個別地設計測試系統，而僅以裝卸第1電壓單元、第2電壓單元、及電流源單元之簡單作業，即可對應於要求規格的測試系統。 於一實施形態中，電流源單元亦可包含：複數個電流源子單元，其等將第1電流量之電流供給至被試驗器件。於測定項目為需要電流源單元之測定項目之情形時，可根據該測定項目所需之電流量，將複數個電流源子單元中所需數量之電流源子單元安裝於換裝單元。有根據靜特性試驗之測定項目，所需之電流大小不同之情形。因此，可提供一種於測定項目為需要電流源單元之測定項目之情形時，無需根據要求之測定所需之電流量，個別地設計電流源單元，而僅以安裝所需數量之電流源子單元之簡單作業，即可對應於要求規格的測試系統。 於一實施形態中，測試系統可進而具備複數個動特性單元，其等用以進行被試驗器件之動特性試驗。於該情形時，除了靜特性試驗以外可進行動特性試驗。 於一實施形態中，複數個靜特性單元及複數個動特性單元之各單元亦可為該單元所收發之信號對被試驗器件之測定精度之影響度越大則配置於越靠近被試驗器件之位置。於該情形時，藉由將收發對被試驗器件之測定精度影響度較大之信號的單元配置於被試驗器件附近，可縮短該單元與被試驗器件間配線之長度。因此，可抑制傳送對被試驗器件之測定精度影響度較大之信號之配線的電感成分，可提高被試驗器件之測定精度。 於一實施形態中，測試系統亦可進而具備：第1框體、第2框體及第3框體。第1框體、第2框體及第3框體可以依序遠離被試驗器件之方式配置。各單元可根據上述影響度，收納於第1框體、第2框體及第3框體之任一者。例如，於將所有單元收納於配置於被試驗器件附近之框體之情形時，導致框體大型化，且限制使用測試系統時之配置。相對於此，根據單元收發之信號對被試驗器件之測定精度之影響度，將各單元分散收納於第1框體、第2框體及第3框體，藉此可抑制被試驗器件之測定精度降低，且可小型化配置於被試驗器件附近之第1框體。其結果，可提高使用測試系統時配置之自由度。 於一實施形態中，複數個靜特性單元可收納於第2框體。由於靜特性試驗較動特性試驗更難以受到電感成分之影響，故靜特性試驗可配置於與被試驗器件相距某程度之位置。藉此，可減少收納於第1框體之單元數量。其結果，不會使測定精度降低，且可小型化第1框體。 於一實施形態中，複數個動特性單元可具備：動特性測定電路，其用以進行動特性試驗；動特性控制器，其根據動特性試驗預設之測定模式，控制動特性測定電路及被試驗器件；及截流器，其係於在動特性試驗中檢測到異常狀態之情形時，控制動特性測定電路及被試驗器件。截流器可配置於較動特性控制器更靠近被試驗器件之位置。於該情形時，可縮短截流器與被試驗器件間之配線，可使異常狀態之控制較通常狀態之控制更高速地進行。 於一實施形態中，測試系統可進而具備：介面基板，其用以吸收對應於被試驗器件的種類之物理差異。介面基板可具備：探針，其與被試驗器件之電極電性連接，探針之數量及配置可根據被試驗器件之種類而定。根據該構成，藉由使用對應於成為試驗對象之被試驗器件之種類之介面基板，無須針對不同種類之各被試驗器件，設計測試系統。即，可使測試系統之除了介面基板以外之部分不論被試驗器件之種類為何均可共通化。 於一實施形態中，被試驗器件亦可為功率半導體模組。於該情形時，可提供一種即便於每個使用者要求之試驗項目不同之情形時，亦無須個別地設計功率半導體模組之測試系統，而僅以裝卸特定單元之簡單作業，即可對應於要求規格之功率半導體模組的測試系統。 [發明之效果] 根據本揭示之各態樣及各實施形態，可提供一種即便於每個使用者要求之試驗項目不同之情形時，亦可靈活地對應之功率半導體測試系統。
以下，對本揭示之實施形態，一面參照圖式一面進行說明。另，在圖式之說明中對相同或相當要素標註相同符號，並省略重複之說明。 圖1係概略性顯示一實施形態之功率半導體測試系統之外觀圖。圖2係概略性顯示圖1之功率半導體測試系統之構成圖。圖1及圖2所示之功率半導體測試系統1為用以進行包含DUT2之靜特性(DC：Direct Current，直流電)試驗及動特性(AC：Alternating Current，交流電)之各種試驗的測試系統。DUT2為被試驗器件，且係例如包含電性串聯連接之2個半導體元件之組之功率半導體模組。DUT2例如為2合1類型、4合1類型、6合1類型、及8合1類型等功率半導體模組。作為包含於DUT2之半導體元件例如列舉IGBT。DUT2具備P端子、N端子、O端子及控制端子(電極)。 作為靜特性試驗，可測定集極遮斷電流Ices、閘極射極間閾值電壓Vge(th)、閘極射極間洩漏電流Iges、及集極射極間飽和電壓Vce(sat)等特性。作為動特性試驗，進行切換測定及短路容量測定(SC測定)等。具體而言，可測定所有閘極電荷Qg、開啟延遲時間td(on)、開啟上升時間tr、關閉延遲時間td(off)、關閉下降時間tf、逆回復時間trr、逆回復電荷Qrr、及射極集極間電壓Vec等特性。該等測定項目係根據使用者之要求規格而適當選擇。 功率半導體測試系統1具備：複數個靜特性單元，其用於測定靜特性試驗、及複數個動特性單元，其用於測定動特性試驗。複數個靜特性單元包含：後述之靜特性測定電路21、閘極伺服22、大電流測定電路23、觸發器矩陣25、高壓單元71、低壓單元72、及大電流源單元73。複數個動特性單元包含：後述之動特性測定電路14、電容器組15、驅動器16、電流感測器17、電壓感測器18、截流器26、數位轉換器27、充電電源32、動特性控制器33。 複數個靜特性單元及複數個動特性單元之各單元係根據該單元所收發之信號對DUT2之測定精度之影響度而配置。各單元例如藉由該單元收發之信號對DUT2之測定精度之影響度越小則配置於越遠離DUT2之位置，藉由該單元收發之信號對DUT2之測定精度之影響度越大則配置於越靠近DUT2之位置。功率半導體測試系統1具備：第1裝置10、第2裝置20、及第3裝置30。於功率半導體測試系統1中，將圖2所示之各單元根據管理等級而分配至第1裝置10、第2裝置20及第3裝置30。第1裝置10、第2裝置20及第3裝置30以依序與DUT2之距離越來越大之方式配置。於第1裝置10，配置有管理等級Lv1之單元。於第2裝置20，配置有管理等級Lv2之單元。於第3裝置30，配置有管理等級Lv3之單元。 管理等級係表示各單元收發之信號所要求之精度之基準，即根據該信號對DUT2之測定精度之影響度而設定。管理等級Lv1為電感管理等級。具體而言，對於管理等級Lv1之單元所收發之信號，要求高速且高精度。管理等級Lv2為雜訊管理等級。具體而言，於管理等級Lv2之單元所收發之信號，較管理等級Lv1之單位所收發之信號更不要求精度，而較管理等級Lv3之單元所收發之信號更要求精度。作為管理等級Lv2之單元所收發之信號列舉有微小之類比信號。管理等級Lv3為通常之管理等級。具體而言，於管理等級Lv3之單元所收發之信號，較管理等級Lv1及管理等級Lv2之單元所收發之信號更不要求精度，而要求不產生通信錯誤程度之精度。作為管理等級Lv3之單元所收發之信號列舉數位信號、及不要求精度之信號。即，要求之精度按照管理等級Lv3、管理等級Lv2、及管理等級Lv1之順序提高。 除了圖1及圖2以外，參照圖3～圖5，詳細地說明第1裝置10。圖3係顯示第1裝置10之構成例之圖。圖4係用以說明第1裝置10所具備之DIB之功能的圖，圖4(a)係用以說明DUT2為2合1類型之功率半導體模組時之DIB之功能的圖，圖4(b)係用以說明DUT2為6合1類型之功率半導體模組時之DIB之功能的圖。圖5係第1裝置10所具備之動特性測定電路及電容器組之電路圖之一例。如圖1～圖3所示，第1裝置10具備：DIB(Device Interface board：器件介面板)11(介面基板)、及測試頭12。 DIB11為用以吸收對應於DUT2之種類之物理差異之單元。DIB11提供DUT2與測試頭12之介面。DIB11按照DUT2之各種類而準備。DIB11經由支持構件13載置於測試頭12上。DIB11具備：基板61、探針62、及接觸部63。探針62之數量及配置係根據DUT2之種類而定。於該例中，探針62與DUT2之P端子、N端子、O端子及控制端子電性連接。接觸部63與測試頭12之端子電性連接。接觸部63係不論DUT2之種類均相同。另，此處作為DUT2係針對功率半導體模組進行說明，但於圖2之DIB11及動特性測定電路14對應於單體半導體元件之情形時，功率半導體測試系統1可設為半導體元件用之測試系統。換言之，功率半導體測試系統1亦可應用於實施半導體元件之試驗(靜特性及動特性試驗)之測試系統。 於圖3及圖4(a)，顯示DUT2為2合1類型之功率半導體模組時之DIB11。於該情形時，DUT2包含：電晶體Qdp、Qdn、及二極體Ddp、Ddn。電晶體Qdp、Qdn為IGBT。電晶體Qdp之射極與電晶體Qdn之集極互相電性連接。於電晶體Qdp、Qdn之集極，分別電性連接有二極體Ddp、Ddn之陰極，於電晶體Qdp、Qdn之射極，分別電性連接有二極體Ddp、Ddn之陽極。即，電晶體Qdp、Qdn以相同朝向電性串聯連接，二極體Ddp為與電晶體Qdp電性並聯連接之回流二極體，二極體Ddn為與電晶體Qdn電性並聯連接之回流二極體。DUT2具有：P端子、O端子、及N端子。P端子與電晶體Qdp之集極及二極體Ddp之陰極電性連接，N端子與電晶體Qdn之射極及二極體Ddn之陽極電性連接，O端子與電晶體Qdp之射極、電晶體Qdn之集極、二極體Ddp之陽極及二極體Ddn之陰極電性連接。即，O端子與電性連接電晶體Qdp、Qdn之連接部Cd(參照圖5)電性連接。 探針62包含：探針62p、探針62n、探針62o及探針62g。探針62g包含：探針62gp及探針62gn。探針62p其前端與DUT2之P端子成接觸，藉此與DUT2之P端子電性連接。探針62n其前端與DUT2之N端子成接觸，藉此與DUT2之N端子電性連接。探針62o其前端與DUT2之O端子成接觸，藉此與DUT2之O端子電性連接。探針62gp其前端與DUT2之電晶體Qdp用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdp用之控制端子電性連接。探針62gn其前端與DUT2之電晶體Qdn用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdn用之控制端子電性連接。 接觸部63包含：接觸部63p、接觸部63n、接觸部63o、及接觸部63g。接觸部63g包含：接觸部63gp及接觸部63gn。接觸部63p與測試頭12之P輸出端子Tp成接觸。接觸部63n與測試頭12之N輸出端子Tn成接觸。接觸部63o與測試頭12之O輸出端子To成接觸。接觸部63g與測試頭12之控制輸出端子Tg成接觸。 基板61為板狀構件，具有：主表面61a及與主表面61a相反側之面即背面61b。於主表面61a，載置有DUT2。於主表面61a，將探針62p、62n、62o、62gp、62gn於主表面61a之法線軸向突出而設置。探針62p、62n、62o、62gp、62gn於將DUT2載置於主表面61a上之情形時，配置於分別與DUT2之P端子、N端子、O端子、電晶體Qdp用之控制端子及電晶體Qdn用之控制端子成接觸的位置。於背面61b，設置有接觸部63p、63n、63o、63g。接觸部63p、63n、63o、63g於將DIB11載置於測試頭12上之特定位置之情形時，配置於分別與測試頭12之P輸出端子Tp、N輸出端子Tn、O輸出端子To及控制輸出端子成接觸的位置。 基板61具有：選擇電路64及配線，其用以將包含於DUT2之半導體元件之端子與測試頭12之輸出端子電性連接。具體而言，基板61具有：將探針62p與接觸部63p電性連接之配線、及將探針62n與接觸部63n電性連接之配線。選擇電路64為用以選擇DUT2所包含之複數組半導體元件中，成為試驗對象之半導體元件之組的電路。具體而言，選擇電路64選擇DUT2中，成為試驗對象之半導體元件之組的O端子及控制端子。選擇電路64例如包含繼電器等開關。 如圖4(a)所示，於DUT2為2合1類型之功率半導體模組之情形時，由於無須選擇半導體元件之組，故選擇電路64電性連接探針62o與接觸部63o，電性連接探針62gp與接觸部63gp，電性連接探針62gn與接觸部63gn。 於圖4(b)，顯示DUT2為6合1類型之功率半導體模組時之DIB11。於該情形時，DUT2並聯3相(U、V、W相)具有2合1類型之電晶體Qdp、Qdn及二極體Ddp、Ddn之組。即，DUT2係作為U相用而具有電晶體Qdpu、Qdnu及二極體Ddpu、Ddnu，作為V相用而具有電晶體Qdpv、Qdnv及二極體Ddpv、Ddnv，作為W相用而具有電晶體Qdpw、Qdnw及二極體Ddpw、Ddnw。DUT2具有P端子、U端子、V端子、W端子、及N端子。P端子與電晶體Qdpu、Qdpv、Qdpw之集極電性連接，N端子與電晶體Qdnu、Qdnv、Qdnw之射極電性連接。U端子與電晶體Qdpu之射極及電晶體Qdnu之集極電性連接，V端子與電晶體Qdpv之射極及電晶體Qdnv之集極電性連接，W端子與電晶體Qdpw之射極及電晶體Qdnw之集極電性連接。 6合1類型之功率半導體模組用之DIB11與2合1類型之功率半導體模組用之DIB11相比，探針62之配置及數量不同。具體而言，探針62o包含：探針62ou、探針62ov及探針62ow之點，探針62g包含：探針62gpu、探針62gnu、探針62gpv、探針62gnv、探針62gpw、及探針62gnw之點不同。 探針62ou其前端與DUT2之U端子成接觸，藉此與DUT2之U端子電性連接。探針62ov其前端與DUT2之V端子成接觸，藉此與DUT2之V端子電性連接。探針62ow其前端與DUT2之W端子成接觸，藉此與DUT2之W端子電性連接。探針62gpu其前端與DUT2之電晶體Qdpu用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdpu用之控制端子電性連接。探針62gnu其前端與DUT2之電晶體Qdnu用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdnu用之控制端子電性連接。探針62gpv其前端與DUT2之電晶體Qdpv用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdpv用之控制端子電性連接。探針62gnv其前端與DUT2之電晶體Qdnv用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdnv用之控制端子電性連接。探針62gpw其前端與DUT2之電晶體Qdpw用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdpw用之控制端子電性連接。探針62gnw其前端與DUT2之電晶體Qdnw用之控制端子成接觸，藉此與DUT2之電晶體Qdnw用之控制端子電性連接。 於將DUT2載置於主表面61a上之情形時，探針62ou、62ov、62ow、62gpu、62gnu、62gpv、62gnv、62gpw、62gnw配置於分別與DUT2之U端子、V端子、W端子、電晶體Qdpu用之控制端子、電晶體Qdnu用之控制端子、電晶體Qdpv用之控制端子、電晶體Qdnv用之控制端子、電晶體Qdpw用之控制端子、電晶體Qdnw用之控制端子成接觸的位置。 於DUT2為6合1式之功率半導體模組之情形時，需要自3組半導體元件中選擇1組半導體元件，因此，選擇電路64將探針62ou、62ov、62ow之任一者與接觸部63o電性連接，將探針62gpu、62gpv、62gpw之任一者與接觸部63gp電性連接，將探針62gnu、62gnv、62gnw之任一者與接觸部63gn電性連接。具體而言，選擇電路64於選擇U相之情形時，將探針62ou與接觸部63o電性連接，將探針62gpu與接觸部63gp電性連接，將探針62gnu與接觸部63gn電性連接。選擇電路64於選擇V相之情形時，將探針62ov與接觸部63o電性連接，將探針62gpv與接觸部63gp電性連接，將探針62gnv與接觸部63gn電性連接。選擇電路64於選擇W相之情形時，將探針62ow與接觸部63o電性連接，將探針62gpw與接觸部63gp電性連接，將探針62gnw與接觸部63gn電性連接。 如以上，於DIB11中，根據DUT2之種類變更探針62之數量及配置，藉此無須變更功率半導體測試系統1之除了DIB11以外之部分。即，由於DIB11吸收因DUT2之種類引起之DUT2物理形狀之不同，故測試頭12、第2裝置20及第3裝置30係不論DUT2之種類，基本上均具有共通之構成。於以下之說明中，作為DUT2係使用2合1類型之功率半導體模組。 另，雖於上述說明中省略，但探針62包含：動特性試驗用之探針62p、探針62n、及探針62o、與靜特性試驗用之探針62p、探針62n及探針62o，各探針與DUT2之各端子成接觸。再者，DIB11具備未圖示之切斷電路。切斷電路係用以使靜特性試驗用之探針62p、探針62n、及探針62o與靜特性測定電路21電性切斷之電路。切斷電路於進行靜特性試驗測定之情形時，電性連接靜特性試驗用之探針62p、探針62n、及探針62o與靜特性測定電路21，於進行動特性試驗測定之情形時，電性切斷靜特性試驗用之探針62p、探針62n、及探針62o與靜特性測定電路21。另，探針62g係於動特性試驗及靜特性試驗中共通使用。 測試頭12具備：動特性測定電路14、電容器組15、驅動器16、電流感測器17、電壓感測器18、及框體19(第1框體)。於測試頭12中，動特性測定電路14、電容器組15、驅動器16、電流感測器17、及電壓感測器18被收納於框體19。框體19具有箱型形狀，自框體19之上表面，將P輸出端子Tp、N輸出端子Tn、O輸出端子To及控制輸出端子Tg以突出於上方之方式設置。 動特性測定電路14為用以進行DUT2之動特性試驗之電路。電容器組15為將用於動特性試驗之電流供給於動特性測定電路14之電源。於圖5，顯示DUT2為2合1類型之功率半導體模組時之動特性測定電路14及電容器組15。如圖5所示，動特性測定電路14具備：選擇電路41、過電流防止電路42、高速遮斷電路43、選擇電路44、及電抗器L。電容器組15具備：電容器51及主開關部52。 作為電容器51，例如使用頻率特性優異之薄膜電容器。電容器51係於累積之能量(電荷)減少時，與充電電源32連接，且藉由充電電源32進行充電。 主開關部52為切換自電容器51向DUT2(電晶體Qdp或電晶體Qdn)供給及遮斷電流之電路。主開關部52包含：電晶體Qp與二極體Dp。電晶體Qp為IGBT。於電晶體Qp之集極電性連接有二極體Dp之陰極，於電晶體Qp之射極電性連接有二極體Dp之陽極。即，二極體Dp為與電晶體Qp電性並聯連接之回流二極體。電晶體Qp之集極與電容器51之+端子(正極端子)電性連接，電晶體Qp之射極與後述之電晶體Qhp之集極、二極體Dhp之陰極、開關SWp之一端、及DUT2之P端子電性連接。 選擇電路41為用以將DUT2所包含之電晶體Qdp、Qdn中任一者作為切換測定對象選擇之電路。選擇電路41包含：電晶體Qhp、Qhn、與二極體Dhp、Dhn。電晶體Qhp、Qhn為IGBT。於電晶體Qhp、Qhn之集極分別電性連接有二極體Dhp、Dhn之陰極，於電晶體Qhp、Qhn之射極分別電性連接有二極體Dhp、Dhn之陽極。即，二極體Dhp為與電晶體Qhp電性並聯連接之回流二極體，二極體Dhn為與電晶體Qhn電性並聯連接之回流二極體。電晶體Qhp之射極與電晶體Qhn之集極互相電性連接，且與後述之電晶體Qcf之集極及二極體Dcf之陰極電性連接。即，電晶體Qhp、Qhn以相同朝向電性串聯連接，電性連接電晶體Qhp、Qhn之連接部Cs經由高速遮斷電路43及電抗器L與DUT2之O端子電性連接。電晶體Qhp之集極與電晶體Qp之射極、二極體Dp之陽極、開關SWp之一端、及DUT2之P端子電性連接。電晶體Qhn之射極與電容器51之－端子(負極端子)、開關SWn之另一端、及DUT2之N端子電性連接。 過電流防止電路42為用以消耗累積於電抗器L之能量之電路。過電流防止電路42與電抗器L電性並聯設置。過電流防止電路42包含：電晶體Qif、Qir、與二極體Dif、Dir。電晶體Qif、Qir為IGBT。於電晶體Qif、Qir之集極分別電性連接有二極體Dif、Dir之陰極，於電晶體Qif、Qir之射極分別電性連接有二極體Dif、Dir之陽極。即，二極體Dif為與電晶體Qif電性並聯連接之回流二極體，二極體Dir為與電晶體Qir電性並聯連接之回流二極體。電晶體Qif之射極與電晶體Qir之射極互相電性連接。即，電晶體Qif、Qir以互相相反朝向電性串聯連接。電晶體Qif之集極與後述之電晶體Qcr之集極、二極體Dcr之陽極及電抗器L之一端電性連接。電晶體Qir之集極與電抗器L之另一端、開關SWp之另一端、開關SWn之一端、及DUT2之O端子電性連接。 高速遮斷電路43為使累積於電抗器L之能量藉由過電流防止電路42高速消耗之電路。高速遮斷電路43與電抗器L電性串聯設置。高速遮斷電路43包含：電晶體Qcf、Qcr、與二極體Dcf、Dcr。電晶體Qcf、Qcr為IGBT。於電晶體Qcf、Qcr之集極分別電性連接有二極體Dcf、Dcr之陰極，於電晶體Qcf、Qcr之射極分別電性連接有二極體Dcf、Dcr之陽極。即，二極體Dcf為與電晶體Qcf電性並聯連接之回流二極體，二極體Dcr為與電晶體Qcr電性並聯連接之回流二極體。電晶體Qcf之射極與電晶體Qcr之射極互相電性連接。即，電晶體Qcf、Qcr以互相相反朝向電性串聯連接。電晶體Qcf之集極與電晶體Qhp之射極、電晶體Qhn之集極、二極體Dhp之陽極及二極體Dhn之陰極電性連接。電晶體Qcr之集極與電晶體Qif之集極、二極體Dif之陽極及電抗器L之一端電性連接。 選擇電路44為用以將DUT2所包含之電晶體Qdp、Qdn任一者作為短路容量測定對象選擇之電路。選擇電路44包含：開關SWp、SWn。開關SWp、SWn為繼電器。開關SWp之一端與電晶體Qp之射極、二極體Dp之陽極、電晶體Qhp之集極、二極體Dhp之陰極及DUT2之P端子電性連接。開關SWp之另一端與開關SWn之一端互相電性連接，且與電抗器L之另一端、電晶體Qir之集極、二極體Dir之陰極、及DUT2之O端子電性連接。開關SWn之另一端與電容器51之－端子、電晶體Qhn之射極、二極體Dhn之陽極、及DUT2之N端子電性連接。 電抗器L為動特性試驗之負載。即，電抗器L成為電晶體Qdp、Qdn之負載。電抗器L之一端與電晶體Qcr之集極及二極體Dcr之陰極電性連接，電抗器L之另一端與DUT2之O端子電性連接。 驅動器16切換電晶體Qp、Qhp、Qhn、Qif、Qir、Qcf、Qcr、Qdp、Qdn及開關SWp、SWn之接通狀態(導通狀態)與斷開狀態(遮斷狀態)。驅動器16根據來自截流器26或動特性控制器33之指示，將各閘極信號輸出於電晶體Qp、Qhp、Qhn、Qif、Qir、Qcf、Qcr、Qdp、Qdn，藉此切換各電晶體之接通狀態與斷開狀態。驅動器16根據來自截流器26或動特性控制器33之指示，將各繼電器信號輸出於開關SWp、SWn，藉此切換各開關之接通狀態與斷開狀態。另，電晶體之接通狀態指集極-射極間為電性導通狀態，電晶體之斷開狀態指集極-射極間為電性遮斷狀態。又，於電晶體為IGBT之情形時，藉由閘極-射極間電壓切換接通狀態與斷開狀態。 電流感測器17為檢測於DUT2之P端子及N端子流動之電流之電流值的感測器。電流感測器17設置於P輸出端子Tp及N輸出端子Tn。電流感測器17將檢測到之電流值輸出於截流器26及數位轉換器27。電壓感測器18為檢測DUT2之P端子及N端子之電壓之電壓值的感測器。電壓感測器18設置於P輸出端子Tp及N輸出端子Tn。電壓感測器18將檢測到之電壓值輸出於截流器26及數位轉換器27。電流感測器17及電壓感測器18與截流器26及數位轉換器27藉由類比電壓進行通信。 接著，參照圖1及圖2詳細說明第2裝置20。第2裝置20具備：靜特性測定電路21、閘極伺服22、大電流測定電路23、換裝單元24、觸發器矩陣25、截流器26、數位轉換器27、及框體28(第2框體)。於第2裝置20中，靜特性測定電路21、閘極伺服22、大電流測定電路23、換裝單元24、觸發器矩陣25、截流器26及數位轉換器27被收納於框體28。框體28具有箱型形狀。 靜特性測定電路21為用以進行DUT2之靜特性試驗之電路。靜特性測定電路21例如具備：繼電器矩陣電路、與包含電阻元件、電容器、及電抗器等被動元件之電路。繼電器矩陣電路為用以決定如何連接高壓單元71及低壓單元72各單元與DUT2各端子之電路。包含被動元件之電路為用以使閘極之箝位及靜特性測定穩定化之電路。 閘極伺服22為在靜特性試驗中用於測定閘極-射極間閾值電壓Vge(th)之單元。閘極伺服22例如包含：運算放大器及複數個電阻元件。閘極伺服22藉由調整DUT2之電晶體Qdp、Qdn中測定對象元件之閘極電壓，控制為使測定對象元件之集極電流為特定電流。閘極伺服22作為可於靜特性測定電路21進行裝卸之基板而安裝。 大電流測定電路23為用以進行靜特性試驗中需要大電流(例如800A左右)之測定的電路。大電流測定電路23例如用於靜特性試驗之集極-射極間飽和電壓Vce(sat)及動特性試驗之射極-集極間電壓Vec之測定。大電流測定電路23例如具有與靜特性測定電路21相同之電路構成，具備：繼電器矩陣電路、與包含電阻元件、電容器、及電抗器等被動元件之電路。於大電流測定電路23中，繼電器矩陣電路為用以決定如何連接大電流源單元73與DUT2各端子之電路。大電流測定電路23例如包含複數個開關，藉由切換開關之接通狀態與斷開狀態，將DUT2之電晶體Qdn、Qdp中之任一者作為測定對象選擇。 換裝單元24構成為：可裝卸複數個靜特性單元中，根據測定項目而選擇性使用之特定單元。作為可裝卸之特定單元列舉：高壓單元71(第1電壓單元)、低壓單元72(第2電壓單元)、及大電流源單元73(電流源單元)。即，高壓單元71、低壓單元72、及大電流源單元73根據要求之測定項目安裝於換裝單元24。高壓單元71將第1電壓施加於DUT2之測定對象。第1電壓例如為1500 V左右之高電壓。低壓單元72將小於第1電壓之第2電壓施加於DUT2之測定對象。第2電壓例如為150 V左右之低電壓。另，高壓單元71及低壓單元72將0.1 A左右之電流供給於DUT2之測定對象。大電流源單元73將電流供給於DUT2之測定對象。大電流源單元73例如供給500 A左右之電流及10 V左右之電壓。關於換裝單元24之具體構成係於後述。 觸發器矩陣25接受單元發出之觸發，並控制接收到之觸發之輸出對象。觸發器矩陣25例如經由光纖，與動特性測定電路14、靜特性測定電路21、大電流測定電路23、充電電源32、動特性控制器33、高壓單元71、低壓單元72及大電流源單元73可通信地連接，自該等單元接收觸發，並將觸發輸出於輸出對象之單元。觸發器矩陣25按照藉由整合控制器31預先設定之矩陣，決定輸出對象之單元，並將觸發輸出至輸出對象之單元。觸發器矩陣25將用以使單元同步之同步脈衝分配至與觸發器矩陣25可通信地連接之所有單元。 截流器26係當在動特性試驗中檢測到異常狀態之情形時，控制動特性測定電路14、電容器組15及DUT2。截流器26指示驅動器16以切換動特性測定電路14、電容器組15及DUT2所包含之電晶體之接通狀態及斷開狀態。截流器26例如判定藉由電流感測器17檢測到之電流值是否超過過電流閾值，於藉由電流感測器17檢測到之電流值超過過電流閾值之情形時，檢測出過電流(異常狀態)。過電流閾值係為了檢測過電流而預設之值。截流器26於檢測到過電流時，指示驅動器16進行過電流防止處理。截流器26係作為過電流防止處理使過電流防止電路42動作。關於過電流防止處理係於後述。 數位轉換器27在動特性試驗中被使用，且將藉由電流感測器17檢測到之電流值及藉由電壓感測器18檢測到之電壓值進行採樣並轉換為數位值。數位轉換器27將轉換為數位值之電流值及電壓值輸出於整合控制器31。數位轉換器27與整合控制器31例如藉由光纖等連接，數位轉換器27與整合控制器31藉由光通信進行資料之收發。 接著，參照圖1及圖2詳細地說明第3裝置30。第3裝置30具備：整合控制器31、充電電源32、動特性控制器33、及框體34(第3框體)。框體34具備：框體34a及框體34b。於第3裝置30中，充電電源32被收納於框體34a，整合控制器31及動特性控制器33被收納於框體34b。框體34a及框體34b具有箱型形狀。框體34a及框體34b可一體化。 整合控制器31為用以控制功率半導體測試系統1整體之控制裝置。整合控制器31將用以控制各單元之指令等輸出於各單元。整合控制器31例如將功率半導體測試系統1之控制程式(軟體)安裝於一般使用之個人電腦而得以實現。整合控制器31與動特性測定電路14、靜特性測定電路21、觸發器矩陣25、充電電源32、動特性控制器33、高壓單元71、低壓單元72、及大電流源單元73各者例如經由LAN(Local Area Network：局部區域網路)可通信地連接。另，於圖2中，省略整合控制器31、動特性測定電路14及靜特性測定電路21間之連接圖示。於該情形時，於整合控制器31，根據與LAN連接之單元，設定單元定義檔案。單元定義檔案為定義單元之IP(Internet Protocol：網際網路協定)位址、功能及指令等之檔案。藉此，整合控制器31辨識與LAN連接之單元。 充電電源32為用以使電容器組15之電容器51充放電之電源。充電電源32例如為高壓電源。充電電源32係為了實施動特性試驗，而使電容器51放電。充電電源32於動特性試驗結束後使電容器51放電。 動特性控制器33根據預設之動特性試驗之測定模式，控制動特性測定電路14、電容器組15及DUT2。動特性控制器33根據預設之動特性試驗之測定模式，以切換電晶體Qp、Qhp、Qhn、Qif、Qir、Qcf、Qcr、Qdp、Qdn及開關SWp、SWn之接通狀態及斷開狀態之方式，對驅動器16進行指示。另，動特性控制器33經由截流器26與驅動器16以光信號連接。 接著，參照圖5，說明截流器26之過電流防止處理之一例。例如，在電晶體Qdn之切換測定(有時稱為「N側切換測定」)中，藉由不使DUT2之電晶體Qdn成為斷開狀態，而根據在N輸出端子Tn中檢測到過電流，截流器26指示驅動器16以使過電流防止電路42動作。即，截流器26指示驅動器16以將電晶體Qcf、Qcr、Qir、Qdn設為接通狀態，除此以外之電晶體設為斷開狀態。於該情形時，形成依序於電晶體Qcf、電晶體Qcr、電抗器L、電晶體Qdn、及二極體Dhn循環之電流路徑，且形成依序於電抗器L、電晶體Qir、及二極體Dif循環之電流路徑。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量於各電流路徑流動。且，在各電流路徑中，藉由電晶體及二極體等之電阻成分等而消耗能量，使電流量變為0。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量藉由過電流防止電路42消耗，且防止過電流在N側切換測定中進而流至DUT2。 同樣地，在電晶體Qdp之切換測定(有時稱為「P側切換測定」)中，藉由不使DUT2之電晶體Qdp成為斷開狀態，根據在P輸出端子Tp中檢測到過電流，截流器26指示驅動器16以使過電流防止電路42動作。即，截流器26指示驅動器16以將電晶體Qcf、Qcr、Qir、Qdp設為接通狀態，除此以外之電晶體設為斷開狀態。於該情形時，形成依序於電抗器L、電晶體Qcr、電晶體Qcf、二極體Dhp、及二極體Qdp循環之電流路徑，且形成依序於電抗器L、電晶體Qif、及二極體Dir循環之電流路徑。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量於各電流路徑流動。且，在各電流路徑中，藉由電晶體及二極體等之電阻成分等而消耗能量，使電流量變為0。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量藉由過電流防止電路42消耗，且防止過電流在P側切換測定中進而流至DUT2。 又，於N側切換測定中，於要求進而更高速遮斷過電流之情形時，截流器26根據在N輸出端子Tn中檢測到過電流，指示驅動器16除了使過電流防止電路42動作以外，亦使高速遮斷電路43動作。即，截流器26指示驅動器16以將電晶體Qir、Qdn設為接通狀態，將除此以外之電晶體設為斷開狀態。於該情形時，僅形成依序於電抗器L、電晶體Qir、及二極體Dif循環之電流路徑。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量於電流路徑流動。且，在上述電流路徑中，藉由電晶體及二極體等之電阻成分等而消耗能量，使電流量變為0。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量藉由過電流防止電路42消耗，且防止過電流在N側切換測定中進而流至DUT2。 同樣地，在P側切換測定中，於要求進而更高速遮斷過電流之情形時，截流器26根據在P輸出端子Tp中檢測到過電流，指示驅動器16除了使過電流防止電路42動作以外，亦使高速遮斷電路43動作。即，截流器26指示驅動器16以將電晶體Qif、Qdp設為接通狀態，將除此以外之電晶體設為斷開狀態。於該情形時，僅形成依序於電抗器L、電晶體Qif、及二極體Dir循環之電流路徑。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量於電流路徑流動。且，在上述電流路徑中，藉由電晶體及二極體等之電阻成分等而消耗能量，使電流量變為0。藉此，於產生過電流時累積於電抗器L之能量藉由過電流防止電路42消耗，且防止過電流在P側切換測定中進而流至DUT2。 另，與不使高速遮斷電路43動作之情形相比，於使高速遮斷電路43動作之情形時，由於有助於消耗過電流之電阻值增大，故於短時間消耗累積於電抗器L之能量。因此，在切換測定中，進一步確實地防止過電流進而流至DUT2。 接著，參照圖6～圖10，對換裝單元24之具體構成進行說明。圖6係換裝單元24之概略構成圖。圖7係換裝單元24所具備之電壓用母板之概略構成圖。圖8係換裝單元24所具備之電流用母板之概略構成圖。圖9係可於換裝單元24進行裝卸之特定單元之概略構成圖。圖9(a)係特定單元之俯視圖，圖9(b)係特定單元之側視圖。圖10係用以說明圖8之母板與圖9之特定單元之連接的圖。 如圖6所示，換裝單元24具備：母板MB1與母板MB2。母板MB1為電壓用母板。母板MB2為電流用母板。母板MB1及母板MB2分別於方向X延伸，且於與方向X交叉之方向Y中互相並列設置。於母板MB1，可裝卸高壓單元71、低壓單元72及中間電壓單元74。中間電壓單元74為用以將1500 V左右之電壓供給至高壓單元71，將150 V左右之電壓供給至低壓單元72之單元。中間電壓單元74並非與測定直接相關之單元，而是從屬於高壓單元71及低壓單元72而使用。 於母板MB2，可裝卸大電流源單元73。大電流源單元73包含：一台大電流主控裝置75、與複數台大電流升壓器76(複數個電流源子單元)。大電流主控裝置75係控制需要大電流源單元73之DUT2之測定。大電流主控裝置75例如可供給1 A左右之電流。大電流升壓器76係根據測定所需之電流量而適當使用，可供給第1電流量之電流。第1電流量例如為125 A左右。大電流主控裝置75例如於自整合控制器31指定之時序將電流指令發送至各大電流升壓器76。各大電流升壓器76接收自大電流主控裝置75發送之電流指令，按照電流指令供給電流。又，大電流主控裝置75於自整合控制器31指定之時序測定電壓及電流。 當測定項目為需要大電流源單元73之測定項目之情形時，將1台大電流主控裝置75及1台大電流升壓器76安裝於換裝單元24。根據測定所需之電流量，將複數台大電流升壓器76中所需數量(例如1～4台)之大電流升壓器76安裝於換裝單元24。另，於測定所需之電流量超過藉由1台大電流主控裝置75及4台大電流升壓器76可供給之電流量(於該例中大約500 A)之情形時，亦可於換裝單元24，進而增設母板MB2。藉由於增設之母板MB2，安裝所需數量之大電流升壓器76，使大電流源單元73可供給測定所需之電流量。 如圖7所示，母板MB1具備：連接器CN1，其與第2裝置20之電源電性連接；複數個連接器CN2，其與靜特性測定電路21電性連接；及複數個連接器CN3，其用以與各特定單元電性連接。連接器CN1、連接器CN2及連接器CN3設置於母板MB1之一面MB1a。連接器CN1及連接器CN2在母板MB1之方向X之一端，沿著方向Y配置。於安裝於母板MB1之高壓單元71、低壓單元72及中間電壓單元74，經由連接器CN1供給控制用之電源電壓。安裝於母板MB1之高壓單元71及低壓單元72，經由連接器CN2與靜特性測定電路21電性連接。藉由用以與各特定單元連接之連接器CN3及引導機構G(參照圖10)，形成插槽。具體而言，母板MB1具備：可裝卸特定單元之插槽SL1～SL5。插槽SL1～SL5依序沿著方向X配置。插槽SL1、SL2為高壓單元71用之插槽。插槽SL3為中間電壓單元74用之插槽。插槽SL4、SL5為低壓單元72用之插槽。 連接器CN3包含：連接器CN31、連接器CN32、連接器CN33、連接器CN34、及連接器CN35。連接器CN31為用以將經由連接器CN1供給之電源電壓供給至各特定單元之連接器。連接器CN32為用以自中間電壓單元74向高壓單元71供給電壓之連接器。連接器CN33為用以自中間電壓單元74向低壓單元72供給電壓之連接器。連接器CN34為用以經由連接器CN2與靜特性測定電路21及高壓單元71電性連接之連接器。連接器CN35為用以經由連接器CN2與靜特性測定電路21及低壓單元72電性連接之連接器。插槽SL1、SL2係由連接器CN31、CN32、CN34形成，插槽SL3係由連接器CN31、CN32、CN33形成，插槽SL4、SL5係由連接器CN31、CN33、CN35形成。 如圖8所示，母板MB2具備：連接器CN4，其與第2裝置20電性連接；連接器CN5，其與靜特性測定電路21電性連接；及連接器CN6，其用以與各特定單元連接。連接器CN4、連接器CN5及連接器CN6設置於母板MB2之一面MB2a。連接器CN4及連接器CN5在母板MB2之方向X之一端，沿著方向Y配置。於安裝於母板MB2之大電流主控裝置75及大電流升壓器76，經由連接器CN4供給控制用之電源電壓。安裝於母板MB2之大電流主控裝置75及大電流升壓器76，經由連接器CN5與大電流測定電路23電性連接。藉由用以與各特定單元連接之連接器CN6及引導機構G(參照圖10)，形成插槽。具體而言，母板MB2具備：可裝卸特定單元之插槽SL6～SL10。插槽SL6～SL10依序沿著方向X配置。插槽SL6為大電流主控裝置75用之插槽。插槽SL7～SL10為大電流升壓器76用之插槽。 連接器CN6包含：連接器CN61、連接器CN62、連接器CN63、連接器CN64、及連接器CN65。連接器CN61為用以將經由連接器CN4供給之電源電壓供給至大電流主控裝置75之連接器。連接器CN62為用以經由連接器CN5電性連接大電流測定電路23與大電流主控裝置75之連接器。連接器CN63為用以將經由連接器CN4供給之電源電壓供給至大電流升壓器76，並經由連接器CN5電性連接大電流測定電路23與大電流升壓器76之連接器。連接器CN64及連接器CN65為來自大電流升壓器76之電流輸出用連接器。連接器CN64為+輸出用連接器，連接器CN65為－輸出用連接器。插槽SL6係由連接器CN61、CN62形成，插槽SL7～10係由連接器CN63、CN64、CN65形成。另，母板MB2於與一面MB2a相反側之面，具有與外部之低電壓電源連接之未圖示之連接器。 高壓單元71、低壓單元72、中間電壓單元74、大電流主控裝置75及大電流升壓器76均具有同樣之構成。此處，使用圖9及圖10，以大電流主控裝置75為例，說明特定單元之構成及特定單元與母板之連接。如圖9所示，大電流主控裝置75具備：控制基板81、電源基板82、連接器83、連接器84、及連接器85。控制基板81係為了獲得所期望之電壓及電流而用以控制電源基板82之基板。另，控制基板81於控制基板81之與母板MB2相反側之端部，具備：用以與整合控制器31可通信地連接之連接器(例如，LAN連接器)、及用以與觸發器矩陣25可通信地連接之連接器(例如，光通信用連接器)。控制基板81於高壓單元71、低壓單元72、中間電壓單元74、大電流主控裝置75及大電流升壓器76中被共通使用。電源基板82在高壓單元71、低壓單元72、中間電壓單元74、大電流主控裝置75及大電流升壓器76各者中互不相同。高壓單元71及低壓單元72之電源基板82進行用以將藉由中間電壓單元74產生之定電壓轉換為所期望之電壓及電流的電力轉換。大電流源單元73之電源基板82進行用以將第2裝置20之電源電壓轉換為所期望之電壓及電流的電力轉換。 連接器83係用以將大電流主控裝置75與母板MB2之連接器CN61連接之連接器。連接器84係用以將大電流主控裝置75與母板MB2之連接器CN62連接之連接器。連接器83及連接器84設置於電源基板82之一端82a，且沿著電源基板82之一端82a之端緣配置。連接器85為用以電性連接控制基板81與電源基板82之連接器。控制基板81之一主表面與電源基板82之一主表面隔著連接器85互相對向，將控制基板81與電源基板82以重合之方式配置。 如圖10所示，換裝單元24具備引導機構G。引導機構G係於與母板MB2之一面MB2a交叉之方向Z延伸之一對構件。引導機構G可滑動地保持大電流主控裝置75之沿著電源基板82延伸方向之兩端。將大電流主控裝置75安裝於母板MB2之作業係藉由將大電流主控裝置75沿著引導機構G插入於插槽SL6而進行。此時，於將電源基板82之一端82a與母板MB2之一面MB2a對向之狀態，將大電流主控裝置75插入於插槽SL6。接著，使大電流主控裝置75沿著引導機構G插入，直至將連接器83及連接器84分別嵌合於母板MB2之連接器CN61及連接器CN62。另一方面，將大電流主控裝置75自母板MB2卸除之作業係藉由將大電流主控裝置75沿著引導機構G自插槽SL6拔下而進行。 圖11係顯示各測定所使用之單元之圖。於圖11，顯示在功率半導體測試系統1中可實施之靜特性試驗及動特性試驗之一部分。如圖11所示，於所有測定，均使用整合控制器31與觸發器矩陣25。於動特性試驗之各測定，除了整合控制器31及觸發器矩陣25以外，還使用測試頭12、動特性測定電路14、電容器組15、驅動器16、電流感測器17、電壓感測器18、截流器26、數位轉換器27、充電電源32、及動特性控制器33。於射極-集極間電壓Vec之測定，進而使用大電流測定電路23。 另一方面，於靜特性試驗中，各測定單元所使用之單元不同。例如，於集極遮斷電流Ices之測定，除了整合控制器31及觸發器矩陣25以外，還使用靜特性測定電路21及高壓單元71。於閘極-射極間閾值電壓Vge(th)之測定，除了整合控制器31及觸發器矩陣25以外，還使用靜特性測定電路21、閘極伺服22、低壓單元72、及大電流源單元73。於閘極-射極間洩漏電流Iges之測定，除了整合控制器31及觸發器矩陣25以外，還使用靜特性測定電路21及低壓單元72。於集極-射極間飽和電壓Vce(sat)之測定，除了整合控制器31及觸發器矩陣25以外，還使用靜特性測定電路21、大電流測定電路23、低壓單元72、及大電流源單元73。 於功率半導體測試系統1中，設為可將根據靜特性試驗之測定項目而選擇使用之特定單元(高壓單元71、低壓單元72及大電流源單元73)於換裝單元24進行裝卸。因此，根據要求之靜特性試驗之測定項目，可將所需之特定單元安裝於換裝單元24，將無用之特定單元自換裝單元24卸除。又，設為可將閘極伺服22於靜特性測定電路21進行裝卸。因此，根據要求之靜特性試驗之測定項目，可將閘極伺服22安裝於靜特性測定電路21，或將閘極伺服22自靜特性測定電路21卸除。藉此，可提供一種於每個使用者要求之試驗項目(測定項目)不同之情形時，亦無需個別地設計功率半導體測試系統1，而僅以裝卸特定單元及閘極伺服22之簡單作業，即可對應於要求規格之功率半導體測試系統1。 又，根據靜特性試驗之測定項目及使用者之要求規格，而有所需之電流大小不同之情形。於測定項目為需要大電流源單元73之測定項目之情形時，藉由將1台大電流主控裝置75及1台大電流升壓器76安裝於換裝單元24。於藉由1台大電流升壓器76可供給之第1電流量小於測定所需之電流量之情形時，進而將所需數量之大電流升壓器76安裝於換裝單元24。藉此，可提供一種根據要求之測定所需之電流量，無須個別地設計大電流源單元73，而僅以安裝所需數量之大電流升壓器76之簡單作業，即可對應於要求規格之功率半導體測試系統1。 又，根據靜特性試驗之測定項目及使用者之要求規格，而有所需之電壓大小不同之情形。於測定項目為需要高壓單元71之測定項目之情形時，根據測定所需之電壓值，將所需數量之高壓單元71安裝於換裝單元24。同樣地，於測定項目為需要低壓單元72之測定項目之情形時，根據測定所需之電壓值，將所需數量之低壓單元72安裝於換裝單元24。藉此，可提供一種根據要求之測定所需之電壓值，無需個別地設計高壓單元71及低壓單元72，而可僅以安裝所需數量之高壓單元71及低壓單元72之簡單作業，即可對應於要求規格之功率半導體測試系統1。 如此，根據要求規格，將所需之單元安裝於換裝單元24，將無用之單元自換裝單元24卸除。此時，於整合控制器31中，根據於換裝單元24進行裝卸之單元，追加及刪除單元定義檔案。整合控制器31於單元定義檔案所包含之IP位址，不存在該單元定義檔案所指定之單元之情形時，檢測出系統構成錯誤。藉此，整合控制器31可辨識安裝於換裝單元24之單元。另，於大電流源單元73中，可將IP位址分配至大電流主控裝置75，而不對大電流升壓器76分配IP位址。即，可於大電流源單元73整體分配1個IP位址。 又，複數個靜特性單元及複數個動特性單元各單元係該單元收發之信號對DUT2之測定精度之影響度越大則配置於越靠近DUT2的位置。於該情形時，藉由將收發對DUT2之測定精度影響度較大之信號之單元配置於DUT2附近，可縮短單元與DUT2間之配線長度。換言之，各單元係以上述影響度越大，單元與DUT2間之配線長度越短之方式配置。因此，可降低傳送對DUT2之測定精度影響度較大之信號之配線的電感成分，可提高DUT2之測定精度。 於上述實施形態之功率半導體測試系統1中，複數個靜特性單元及複數個動特性單元之各單元係根據管理等級Lv分配至第1裝置10、第2裝置20及第3裝置30。即，各單元被收納於框體19、框體28及框體34之任一者。又，於管理等級Lv1之單元中，與DUT2之距離(與DUT2之配線長)例如設為10～100 mm左右，於管理等級Lv2之單元中，與DUT2之距離(與DUT2之配線長)例如設為10～100 cm左右，於管理等級Lv3之單元中，與DUT2之距離(與DUT2之配線長)例如設為10～100 m左右。因此，第1裝置10、第2裝置20及第3裝置30以依序與DUT2之距離越來越大之方式配置。換言之，第2裝置20配置於較第1裝置10遠離DUT2之位置。又，第3裝置30配置於較第2裝置20遠離DUT2之位置。即，框體19、框體28及框體34以依序遠離DUT2之方式配置。 例如，於將所有單元收納於配置於DUT2附近之框體19之情形時，導致框體19大型化，會限制使用功率半導體測試系統1時之配置。相對於此，根據單元收發之信號對DUT2之測定精度之影響度，將各單元分散收納於框體19、框體28及框體34，藉此可抑制DUT2之測定精度降低，且使配置於DUT2附近之框體19小型化。 例如，如圖12所示，可將框體19(第1裝置10)配置於搬送DUT2之一對傳送帶3之間，將框體28(第2裝置20)配置於藉由一對傳送帶3及第1裝置10形成之搬送線附近，將框體34(第3裝置30)配置於遠離搬送線之位置。如此，藉由將小型化之第1裝置10配置於DUT2之搬送線上，在自位於搬送線上游之傳送帶3向功率半導體測試系統1供給DUT2，及自功率半導體測試系統1向位於搬送線下游之傳送帶3排出DUT2時，可縮短DUT2之移動距離。即，當第1裝置10大型化時，需要增大DUT2之搬送間隔，故而搬送線變大，但藉由使第1裝置10小型化，可縮短DUT2之搬送間隔，可使搬送線小型化。因此，為了避免將搬送線變大，不設置移載用之機器人等。藉此，可使DUT2之試驗效率化。如此，可提高使用功率半導體測試系統1時之配置自由度。 又，藉由將截流器26配置於電流感測器17及電壓感測器18附近，可縮短電流感測器17及電壓感測器18與截流器26之配線，可提高異常狀態之檢測精度。又，由於動特性控制器33與驅動器16經由截流器26以光信號連接，故即便將動特性控制器33較截流器26更遠離驅動器16而配置，亦可實現高速控制。再者，藉由將數位轉換器27配置於電流感測器17及電壓感測器18附近，可縮短電流感測器17及電壓感測器18與數位轉換器27之配線，可提高測定精度。 又，複數個靜特性單元(靜特性測定電路21、閘極伺服22、大電流測定電路23、觸發器矩陣25、高壓單元71、低壓單元72及大電流源單元73)被收納於框體28。於靜特性試驗中，由於較動特性試驗更難以受到電感成分之影響，故可將靜特性單元配置於與DUT2相距某程度之位置。藉此，可減少收納於框體19之單元之數量。其結果，不會使DUT2之測定精度降低，且可使框體19小型化。 又，藉由對應於成為試驗對象之DUT2種類而使用DIB11，無需針對不同種類之DUT2之各者，設計功率半導體測試系統1。即，可使功率半導體測試系統1之除了DIB11以外之部分，不管DUT2之種類為何均可共通化。 另，本發明之功率半導體測試系統不限定於上述實施形態。例如，DUT2所包含之半導體元件不限定於IGBT。DUT2所包含之半導體元件可為場效應電晶體(FET：Field Effect Transistor)及二極體等。即便為此種DUT2，亦可根據DUT2之端子適當地設計DIB11之探針62之數量及配置，藉此除了DIB11以外無需變更功率半導體測試系統1之設計。 又，靜特性測定電路21可根據要求規格所包含之靜特性試驗之測定項目，變更設計。又，由於大電流測定電路23需要選擇DUT2所包含之測定對象，故於無法藉由DIB11吸收成為DUT2所包含之測定對象之元件之數量等對應於DUT2種類之不同之情形時，大電流測定電路23之電路構成可根據DUT2所包含之測定對象之元件數量等變更。根據上述構成，於將測試系統供給至顧客時，藉由適當變更安裝於換裝單元24之特定單元，並進行靜特性測定電路21及大電流測定電路23之設計變更，可對應顧客之需求。換言之，藉由主要變更第2裝置20可對應顧客之需求。另，關於第2裝置20以外，例如，可對整合控制器31等軟體以微修正進行對應。藉此，可對持有各種需求之顧客，迅速地供給測試系統，且降低成本。 又，安裝於換裝單元24之單元可以隨插即用辨識。於該情形時，整合控制器31於藉由系統定義檔案辨識之單元、與以隨插即用辨識之單元不同之情形時，可檢測到系統構成錯誤。 又，P輸出端子Tp與N輸出端子Tn亦可平行化。例如，如圖13所示，P輸出端子Tp及N輸出端子Tn分別具備：圓筒部91及平板部92。圓筒部91為金屬製匯流排條，插通於圓環狀之電流感測器17。圓筒部91之外徑與電流感測器17之內徑相同或略微小於電流感測器17之內徑。藉由設為此種形狀，可降低電流密度，且提高電流測定精度。圓筒部91具有端部91a及端部91b。端部91a位於圓筒部91之一端，且為半圓筒狀。端部91a之沿著圓筒部91之軸心之面91c與電容器組15之基板53之一面成接觸。P輸出端子Tp之面91c與基板53之面53a成接觸。N輸出端子Tn之面91c與基板53之面53a相反之面即面53b成接觸。 端部91b位於圓筒部91之另一端。平板部92與端部91b電性連接。P輸出端子Tp之平板部92與N輸出端子Tn之平板部92作為藉由隔著絕緣體之平針導線形成之平行平板構成。絕緣體例如為絕緣紙或絕緣性熱收縮管。於該情形時，P輸出端子Tp之平板部92及N輸出端子Tn之平板部92平行化。由於於P輸出端子Tp之平板部92與N輸出端子Tn之平板部92流動逆向之電流，故可降低P輸出端子Tp及N輸出端子Tn之電感。其結果，可提高動特性試驗之測定精度。再者，可實現平板部92之可撓性。 再者，可將P輸出端子Tp與電容器組15之連接模式及N輸出端子Tn與電容器組15之連接模式平行化。圖14係概略性顯示電容器組15之一例，圖14(a)係電容器組15之一剖視圖，圖14(b)係沿著圖14(a)之XIVb-XIVb線之剖面圖。如圖14所示，電容器組15具備：複數個電容器51、主開關部52、及基板53。基板53為多層印刷基板。於圖14所示之例中，基板53為4層印刷基板。基板53具有：面53a及與面53a相反側之面即面53b。基板53具備板狀之絕緣體即基底54，且作為配線層，具有：第1層55、第2層56、第3層57及第4層58。第1層55、第2層56、第3層57及第4層58係由銅箔等導電性材料構成。於第1層55、第2層56、第3層57及第4層58各者，形成有配線模式。 基底54具有：面54a及與面54a相反側之面即面54b。第1層55設置於面54a上。第2層56及第3層57設置於基底54之內部。於第2層56，電性連接有電容器51之+端子、主開關部52、及P輸出端子Tp，第2層56之配線成P輸出配線。於第3層57，電性連接有電容器51之－端子、及N輸出端子Tn，第3層57之配線成N輸出配線。第4層58設置於面54b上。面53a相當於設置有第1層55之面54a，面53b相當於設置有第4層58之面54b。 於基板53之端部53c中，以隔著基板53之方式配置有P輸出端子Tp之端部91a及N輸出端子Tn之端部91a。第1層55在端部53c中，具有用以電性連接P輸出端子Tp之端部91a的連接模式55a。第4層58在端部53c中，具有用以電性連接N輸出端子Tn之端部91a的連接模式58a。連接模式55a與連接模式58a係平行配置。 於基底54，設置有IVH(Interstitial Via Hole：局部層間導通孔)59。IVH59為以下構造：藉由將導電性材料設置於未貫通基底54之孔之壁面，而電性連接基板53之層間。IVH59包含IVH59a及IVH59b。IVH59a自面54a朝向基底54之內部延伸，且電性連接第1層55之連接模式55a與第2層56。IVH59b自面54b朝向基底54之內部延伸，且電性連接第3層57與第4層58之連接模式58a。 如圖15所示，於不使用IVH，而使用通常之通孔通道159之情形時，將貫通基底54之孔設置於端部53c。由於於該通孔通道159之周圍電位差較大，故需要自通孔通道159空出絕緣間隔設置配線模式。因此，由於無法於通孔通道159之周圍設置配線模式，故在基板53之端部53c中，無法使連接模式55a與連接模式58a充分地平行化，相應地電感增加。 如此，藉由使用IVH59，於基板53之端部53c亦可平行地配置連接模式55a與連接模式58a。因此，可進而降低包含連接模式55a之P輸出配線、與包含連接模式58a之N輸出配線之電感。其結果，可進而提高動特性試驗之測定精度。 又，第2層56及第3層57之厚度可厚於第1層55及第4層58之厚度。於該情形時，可使於第2層56及第3層57流動之電流增加。第2層56與第3層57之間隔亦可小於第1層55與第2層56之間隔、及第3層57與第4層58之間隔。於該情形時，可進一步降低P輸出配線與N輸出配線之電感，可進一步提高動特性試驗之測定精度。
1‧‧‧功率半導體測試系統(測試系統)
2‧‧‧DUT(被試驗器件)
10‧‧‧第1裝置
11‧‧‧DIB(介面基板)
12‧‧‧測試頭
13‧‧‧支持構件1
14‧‧‧動特性測定電路(動特性單元)
15‧‧‧電容器組(動特性單元)
16‧‧‧驅動器(驅動性單元)
17‧‧‧電流感測器(動特性單元)
18‧‧‧電壓感測器(動特性單元)
19‧‧‧框體(第1框體)
20‧‧‧第2裝置
21‧‧‧靜特性測定電路(靜特性單元)
22‧‧‧閘極伺服(靜特性單元)
23‧‧‧大電流測定電路(靜特性單元)
24‧‧‧換裝單元(靜特性單元)
25‧‧‧觸發器矩陣
26‧‧‧截流器(動特性單元)
27‧‧‧數位轉換器(動特性單元)
28‧‧‧框體(第2框體)
30‧‧‧第3裝置
31‧‧‧整合控制器
32‧‧‧充電電源(動特性單元)
33‧‧‧動特性控制器(動特性單元)
34‧‧‧框體(第3框體)
34a‧‧‧框體(第3框體)
34b‧‧‧框體(第3框體)
41‧‧‧選擇電路
42‧‧‧過電流防止電路
43‧‧‧高速遮斷電路
44‧‧‧選擇電路
51‧‧‧電容器
52‧‧‧主開關部
53‧‧‧基板
53a‧‧‧面
53b‧‧‧面
53c‧‧‧端部
54‧‧‧基底
54a‧‧‧面
54b‧‧‧面
55‧‧‧第1層
55a‧‧‧連接模式
56‧‧‧第2層
57‧‧‧第3層
58‧‧‧第4層
58a‧‧‧連接模式
59‧‧‧IVH
59a‧‧‧IVH
59b‧‧‧IVH
61‧‧‧基板
61a‧‧‧主表面
61b‧‧‧背面
62‧‧‧探針
62g‧‧‧探針
62gn‧‧‧探針
62gnu‧‧‧探針
62gnv‧‧‧探針
62gnw‧‧‧探針
62gp‧‧‧探針
62gpu‧‧‧探針
62gpv‧‧‧探針
62gpw‧‧‧探針
62n‧‧‧探針
62o‧‧‧探針
62ou‧‧‧探針
62ov‧‧‧探針
62ow‧‧‧探針
62p‧‧‧探針
63‧‧‧接觸部
63g‧‧‧接觸部
63gn‧‧‧接觸部
63gp‧‧‧接觸部
63n‧‧‧接觸部
63o‧‧‧接觸部
63p‧‧‧接觸部
64‧‧‧選擇電路
71‧‧‧高壓單元(靜特性單元、特定單元、第1電壓單元)
72‧‧‧低壓單元(靜特性單元、特定單元、第2電壓單元)
73‧‧‧大電流源單元(靜特性單元、特定單元、電流源單元)
74‧‧‧中間電壓單元
75‧‧‧大電流主控裝置
76‧‧‧大電流升壓器(電流源子單元)
81‧‧‧控制基板
82‧‧‧電源基板
82a‧‧‧一端
83‧‧‧連接器
84‧‧‧連接器
85‧‧‧連接器
91‧‧‧圓筒部
91a‧‧‧端部
91b‧‧‧端部
91c‧‧‧面
92‧‧‧平板部
159‧‧‧通孔通道
Cd‧‧‧連接部
CN1～CN6‧‧‧連接器
CN31～CN35‧‧‧連接器
CN61～CN65‧‧‧連接器
Cs‧‧‧連接部
Dcf‧‧‧二極體
Dcr‧‧‧二極體
Ddn‧‧‧二極體
Ddnu‧‧‧二極體
Ddnv‧‧‧二極體
Ddnw‧‧‧二極體
Ddp‧‧‧二極體
Ddpu‧‧‧二極體
Ddpv‧‧‧二極體
Ddpw‧‧‧二極體
Dhn‧‧‧二極體
Dhp‧‧‧二極體
Dif‧‧‧二極體
Dir‧‧‧二極體
Dp‧‧‧二極體
G‧‧‧引導機構
MB1‧‧‧母板
MB1a‧‧‧一面
MB2‧‧‧母板
MB2a‧‧‧一面
Qcf‧‧‧電晶體
Qcr‧‧‧電晶體
Qdn‧‧‧電晶體
Qdnu‧‧‧電晶體
Qdnv‧‧‧電晶體
Qdnw‧‧‧電晶體
Qdp‧‧‧電晶體
Qdpu‧‧‧電晶體
Qdpv‧‧‧電晶體
Qdpw‧‧‧電晶體
Qhn‧‧‧電晶體
Qhp‧‧‧電晶體
Qif‧‧‧電晶體
Qir‧‧‧電晶體
Qp‧‧‧電晶體
L‧‧‧電抗器
N‧‧‧端子
O‧‧‧端子
P‧‧‧端子
SL1～SL10‧‧‧插槽
SWn‧‧‧開關
SWp‧‧‧開關
Tg‧‧‧控制輸出端子
Tn‧‧‧N輸出端子
Tp‧‧‧P輸出端子
To‧‧‧O輸出端子
U‧‧‧U相
V‧‧‧V相
W‧‧‧W相
X‧‧‧方向
XIVb-XIVb‧‧‧線
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
圖1係概略性顯示一實施形態之功率半導體測試系統之外觀圖。 圖2係概略性顯示圖1之功率半導體測試系統之構成圖。 圖3係顯示圖1之功率半導體測試系統所具備之第1裝置之構成例的圖。 圖4(a)、(b)係用以說明圖1之第1裝置所具備之DIB之功能的圖。 圖5係圖1之第1裝置所具備之動特性測定電路及電容器組之電路圖的一例。 圖6係圖1之第2裝置所具備之換裝單元之概略構成圖。 圖7係圖6之換裝單元所具備之電壓用母板之概略構成圖。 圖8係圖6之換裝單元所具備之電流用母板之概略構成圖。 圖9(a)、(b)係可於圖6之換裝單元裝卸之特定單元之概略構成圖。 圖10係用以說明圖8之母板與圖9之特定單元之連接的圖。 圖11係顯示各測定所使用之單元之圖。 圖12係顯示圖1之功率半導體測試系統之配置例之圖。 圖13(a)、(b)係顯示P輸出端子及N輸出端子之配線例之圖。 圖14(a)、(b)係概略性顯示圖1之第1裝置所具備之電容器組之一例之圖。 圖15(a)、(b)係概略性顯示圖1之第1裝置所具備之電容器組之另一例之圖。
1‧‧‧功率半導體測試系統(測試系統)
10‧‧‧第1裝置
11‧‧‧DIB(介面基板)
12‧‧‧測試頭
14‧‧‧動特性測定電路(動特性單元)
15‧‧‧電容器組(動特性單元)
16‧‧‧驅動器(驅動性單元)
17‧‧‧電流感測器(動特性單元)
18‧‧‧電壓感測器(動特性單元)
20‧‧‧第2裝置
21‧‧‧靜特性測定電路(靜特性單元)
22‧‧‧閘極系統(靜特性單元)
23‧‧‧大電流測定電路(靜特性單元)
24‧‧‧換裝單元(靜特性單元)
25‧‧‧觸發器矩陣
26‧‧‧截流器(動特性單元)
27‧‧‧數位轉換器(動特性單元)
30‧‧‧第3裝置
31‧‧‧整合控制器
32‧‧‧充電電源(動特性單元)
33‧‧‧動特性控制器(動特性單元)
71‧‧‧高壓單元(靜特性單元、特定單元、第1電壓單元)
72‧‧‧低壓單元(靜特性單元、特定單元、第2電壓單元)
73‧‧‧大電流源單元(靜特性單元、特定單元、電流源單元)

Claims (10)

  1. 一種測試系統，其係實施包含被試驗器件之靜特性試驗之試驗者，且具備： 複數個靜特性單元，其等用於靜特性試驗之測定；及 換裝單元，其構成為可裝卸上述複數個靜特性單元中根據靜特性試驗之測定項目而選擇性使用之特定單元。
  2. 如請求項1之測試系統，其中上述特定單元包含： 第1電壓單元，其用以將第1電壓施加於上述被試驗器件； 第2電壓單元，其用以將小於第1電壓之第2電壓施加於上述被試驗器件；及 電流源單元，其用以將電流供給至上述被試驗器件；且 上述第1電壓單元、上述第2電壓單元、及上述電流源單元係根據要求之測定項目而被安裝於上述換裝單元。
  3. 如請求項2之測試系統，其中上述電流源單元包含複數個電流源子單元，其等將第1電流量之電流供給至上述被試驗器件， 於上述測定項目為需要上述電流源單元之測定項目之情形時，根據該測定項目所需之電流量，將上述複數個電流源子單元中所需數量之電流源子單元安裝於上述換裝單元。
  4. 如請求項1至3中任一項之測試系統，其進而具備複數個動特性單元，其等用以進行上述被試驗器件之動特性試驗。
  5. 如請求項4之測試系統，其中上述複數個靜特性單元及上述複數個動特性單元之各單元係該單元所收發之信號對上述被試驗器件之測定精度之影響度越大則配置於越靠近上述被試驗器件的位置。
  6. 如請求項5之測試系統，其進而具備：第1框體、第2框體及第3框體；且 上述第1框體、上述第2框體及上述第3框體係以依序遠離上述被試驗器件之方式配置， 上述各單元根據上述影響度，被收納於上述第1框體、上述第2框體及上述第3框體之任一者。
  7. 如請求項6之測試系統，其中上述複數個靜特性單元被收納於上述第2框體。
  8. 如請求項4至7中任一項之測試系統，其中上述複數個動特性單元具備： 動特性測定電路，其用以進行上述動特性試驗； 動特性控制器，其根據上述動特性試驗預設之測定模式，控制上述動特性測定電路及上述被試驗器件；及 截流器，其係在上述動特性試驗中檢測到異常狀態之情形時，控制上述動特性測定電路及上述被試驗器件；且 上述截流器係配置於較上述動特性控制器更靠近上述被試驗器件之位置。
  9. 如請求項1至8中任一項之測試系統，其進而具備介面基板，其用以吸收對應於上述被試驗器件的種類之物理性差異， 上述介面基板具備探針，其與上述被試驗器件之電極電性連接； 上述探針之數量及配置係根據上述被試驗器件之種類而定。
  10. 如請求項1至9中任一項之測試系統，其中上述被試驗器件為功率半導體模組。
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