CN105548853A - 功率器件的高温反偏和高温栅偏测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，适用于对功率器件的高温反偏或高温栅偏进行可靠性测试，它由微机控制***、电压偏置***、器件加热***和数据采集***四个部分组成，根据所接入的被测器件端子的不同可以对被测器件进行高温反偏测试或高温栅偏测试，并在测试中对被测功率器件的泄漏电流的数据进行实时采集，可根据预先设定的失效标准，准确记录高温反偏和高温栅偏的失效时间。
Description
技术领域
本发明属于功率器件的可靠性研究领域，尤其是涉及一种功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***。本发明对功率器件寿命的预测、功率器件的设计以及生产都有着相当重要的作用。
背景技术
由于电力电子应用领域的高速发展，功率芯片的电流密度不断增大，而功率芯片的功率模块中的封装密度也在不断加大，从而对功率器件的可靠性要求不断提高。另一方面，由于在新能源发电及混合动力汽车等新的应用领域的不断发展，使得功率器件需要在更加恶劣的环境中工作，因此对功率器件的可靠性提出了更加高的要求。
高温反偏和高温栅偏测试是检验功率器件在高温下工作稳定性及可靠性的关键测试。其中高温反偏测试用于验证功率器件长期高温稳定工作情况下芯片的泄漏电流，而高温栅偏测试则用于验证功率器件高温栅极泄漏电流的稳定性。目前，许多功率器件的用户厂家还不具备类似的检测实验设备，或者只是搭出相应的实验电路，但无法对实验过程中的泄漏电流数据进行实时采集，而在测试过程中如果没有专人负责看守，也无法知晓被测器件何时损坏，或测试何时终止，这使得高温反偏和高温栅偏测试的完整性和可信度都存在问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，根据与被测器件不同端子的连接，即可以进行高温反偏测试，又可以进行高温栅偏测试，而且可以对实验过程中的泄漏电流数据进行实时采集，并可以根据预先设定的失效标准，非常准确地得到被测功率器件在高温反偏或高温栅偏测试下的失效时间，为功率器件寿命的预测、功率器件的设计以及生产相当重要的可靠性数据。而根据国际标准IEC60747规定的失效标准，要求在高温反偏和高温栅偏时，泄漏电流不能超过被测功率器件的相应泄漏电流的规格上限，泄漏电流的规格上限可在被测功率器件的产品说明书中查到。
为了实现上述的目的，本发明提供了一种功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，它包括：微机控制***、电压偏置***、器件加热***和数据采集***。其特征在于：微机控制***和电压偏置***，数据采集***连接；
所述的微机控制***包括计算机和安装于计算机内的相关控制软件，微机控制***的功能是控制电压偏置***和数据采集***完成控制软件指定的动作；
所述的电压偏置***包括一个程控电压源和一个限流电阻；程控电压源和微机控制***连接，由控制软件控制程控电压源向被测器件提供反偏或栅偏的电压；限流电阻接在程控电压源和被测器件之间；
所述的器件加热***包括可放置实验样品的内箱体、加热装置、可编程温度控制器、温度传感器。可编程温度控制器安装在内箱体之外，加热装置和温度传感器在内箱体中，与可编程温度控制器相连；
所述的数据采集***包括程控电流表和程控电压表，程控电流表和程控电压表分别与微机控制***连接；程控电流表与电压偏置***和被测器件形成一个测试电路，用于测试高温反偏和高温栅偏时的漏电流，而程控电压表并接在被测器件的两端，用于测试器件的压降。
所述的微机控制***中的控制软件为LabVIEW软件，利用LabVIEW软件编程控制电压偏置***和数据采集***。
所述的电压偏置***中的程控电压源和微机控制***之间通过GPIB、RS232、RS485和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接；根据在功率器件做高温反偏和高温栅偏测试时所需加偏置电压的大小，程控电压源的输出电压范围在50~7500V可调。
所述的限流电阻在高温反偏时使用，而在高温栅偏时短接，限流电阻的主要作用是对连接在测试电路中的程控电压源和程控电流表起保护作用，限流电阻的阻值根据被测器件所加偏置电压的大小，限流电阻太大会分担过多的输出电压，限流电阻若太小，则不能起到保护作用，因此优选为100~100000Ω。
所述的加热***中的可编程温度控制器可以控制加热装置和温度传感器，让放置在内箱体中的被测器件加热到指定温度，加热温度范围在50~200℃之间。
所述的数据采集***中的程控电流表、程控电压表与微机控制***之间通过GPIB、RS232、RS485和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接。
所述的高温反偏和高温栅偏的测试由被测器件所接入测试电路的不同端子来确定。对于二极管类功率器件来说，由于没有栅极，因此不需要做高温栅偏测试，在高温反偏测试时，程控电压源电压输出端与被测器件阴极相连，并与限流电阻和程控电流表连成闭合回路；对于MOS类功率器件（主要为功率MOSFET和IGBT）来说，在高温反偏时，程控电压源电压输出端与被测器件的漏极（功率MOSFET）或集电极（IGBT）相连，源极（功率MOSFET）或发射极（IGBT）与限流电阻和程控电流表连成闭合回路，被测器件的栅极空置，在这个测试电路中程控电流表与限流电阻互换位置后的测试效果与之前的测试电路相同；在高温栅偏时，程控电压源电压输出端与被测器件的栅极相连，源极（功率MOSFET）或发射极（IGBT）与限流电阻和程控电流表连成闭合回路，被测器件的集电极空置。
本发明的优点是可以根据功率器件接入本发明所述的测试***的不同端子，提供高温反偏和高温栅偏的测试，并在测试中对被测功率器件的泄漏电流的数据进行实时采集，并可根据预先设定的失效标准，准确记录高温反偏和高温栅偏的失效时间。
附图说明
图1所示为本发明中各***的关系框图。
图2所示为本发明中器件加热***中相关装置示意图。
图3所示为本发明提供的一种功率器件高温反偏测试时的电路图。
图4所示为本发明提供的一种功率器件高温栅偏测试时的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例以IGBT为被测器件为例，本实施例提供了一种功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，它包括：微机控制***1、电压偏置***2、器件加热***3和数据采集***4。其特征在于：微机控制***1和电压偏置***2、数据采集***4连接；
所述的微机控制***1包括计算机和安装于计算机内的相关控制软件，微机控制***1的功能是控制电压偏置***2和数据采集***4完成控制软件指定的动作；
如图2所示，所述的器件加热***3包括可放置实验样品的内箱体31、加热装置34、可编程温度控制器33、温度传感器32。可编程温度控制器33安装在内箱体之外，加热装置34和温度传感器32放置在内箱体中，与可编程温度控制器33相连；
如图3所示，所述的电压偏置***2包括一个程控电压源21和一个限流电阻22；程控电压源21和微机控制***1连接，由控制软件控制程控电压源21向被测器件5提供反偏或栅偏的电压；限流电阻22接在程控电压源21和被测器件5之间；
所述的数据采集***4包括程控电流表41和程控电压表42，程控电流表41和程控电压表42分别与微机控制***连接；程控电流表41与电压偏置***2和被测器件5形成一个测试电路，用于测试高温反偏和高温栅偏时被测器件5的泄漏电流，而程控电压表42并接在被测器件的两端，用于测试被测器件5的压降。
所述的微机控制***中的控制软件为LabVIEW软件，利用LabVIEW软件编程控制电压偏置***2和数据采集***4。
所述的电压偏置***2中的程控电压源21和微机控制***1之间通过GPIB、RS232、RS485和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接，在本实施例中采用GPIB的通讯方式进行通讯；根据在功率器件做高温反偏和高温栅偏测试时所需加偏置电压的大小，程控电压源21的输出电压范围在50~7500V可调。
所述的限流电阻22在高温反偏时使用，而在高温栅偏时短接，限流电阻22的主要作用是对连接在测试电路中的程控电压源21和程控电流表41起保护作用，限流电阻22的阻值根据被测器件5所加偏置电压的大小选择，在做1200VIGBT的高温反偏时，限流电阻取值为1000Ω。
所述的加热***3中的可编程温度控制器33可以控制加热装置34和温度传感器32对放置在内箱体31中的被测器件5加热到指定温度，加热温度范围在50~200℃之间，高温反偏时使用较多的温度是120℃或150℃。
所述的数据采集***4中的程控电流表41、程控电压表42与微机控制***1之间通过GPIB、RS232、RS485和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接，在本实施例中采用GPIB的通讯方式进行通讯。
如图3和图4所示，所述的高温反偏和高温栅偏的测试由被测器件5所接入测试电路的不同端子来确定。以被测器件5为IGBT为例，在高温反偏测试时，程控电压源21电压输出端与程控电流表41相连后，与被测器件5的集电极相连，被测器件5的发射极与限流电阻22和程控电压源21连成闭合回路，被测器件的栅极空置，在这个测试电路中程控电流表41与限流电阻22互换位置后的测试效果与之前的测试电路相同；在高温栅偏时，程控电压源21电压输出端在连接程控电流表41后，与被测器件5的栅极相连，被测器件5的发射极与程控电压源21连成闭合回路，被测器件5的集电极空置。
虽然本发明已有较佳实施例如上所示，然而并非用以限定本发明，对于本领域技术人员人说，在本专利构思及具体实施例启发下，能够从本专利公开内容及常识直接联想到一些变形，本领域普通技术人员也会想到可采用其他方式，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征的等效变化或修饰，特征间的相互不同组合等非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本专利描述的测试***。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，它包括：微机控制***、电压偏置***、器件加热***和数据采集***；其特征在于：微机控制***和电压偏置***、数据采集***连接；
所述的微机控制***包括计算机和安装于计算机内的相关控制软件，微机控制***的功能是控制电压偏置***和数据采集***完成控制软件指定的动作；
所述的电压偏置***包括一个程控电压源和一个限流电阻；程控电压源和微机控制***连接，由控制软件控制程控电压源向被测器件提供反偏或栅偏的电压；限流电阻接在程控电压源和被测器件之间；
所述的器件加热***包括可放置被测器件的内箱体、加热装置、可编程温度控制器、温度传感器；
可编程温度控制器安装在内箱体之外，加热装置和温度传感器放置在内箱体中，与可编程温度控制器相连；
所述的数据采集***包括程控电流表和程控电压表，程控电流表和程控电压表分别与微机控制***连接；程控电流表与电压偏置***和被测器件形成一个测试电路，用于测试高温反偏或高温栅偏时的泄漏电流，而程控电压表并接在被测器件的两端，用于测试器件的压降。
2.根据权利要求1所述的功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，其特征在于：所述的微机控制***中的控制软件为LabVIEW软件，用LabVIEW软件控制电压偏置***和数据采集***。
3.根据权利要求1所述的功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，其特征在于：所述的电压偏置***中的程控电压源和微机控制***之间通过GPIB、RS232、RS485和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接；程控电压源的输出电压范围在50~7500V可调。
4.根据权利要求1所述的功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，其特征在于：所述的限流电阻在高温反偏时使用，而在高温栅偏时短接，限流电阻的阻值根据被测器件所加偏置电压的大小决定，优选为100~100000Ω。
5.根据权利要求1所述的功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，其特征在于：所述的加热***中的可编程温度控制器可以控制加热装置和温度传感器，让放置在内箱体中的被测器件达到指定温度，加热温度范围在50~200℃之间。
6.根据权利要求1所述的功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，其特征在于：所述的数据采集***中的程控电流表、程控电压表与微机控制***之间通过GPIB、RS232、RS485和TTL通讯方式中的任意一种或几种的组合进行连接。
7.根据权利要求1所述的功率器件的高温反偏和高温栅偏测试***，其特征在于：所述的高温反偏和高温栅偏的测试由被测器件所接入测试电路的不同端子来确定。
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|---|---|
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108169653A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 大功率电力电子器件性能测试装置以及*** |
| CN108169654A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-15 | 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）） | 功率模块htrb可靠性测试*** |
| CN109596964A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-09 | 山东阅芯电子科技有限公司 | 可兼容多种环境老化试验的方法及*** |
| CN109765475A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-17 | 重庆平伟实业股份有限公司 | 用于半导体器件的高温高湿反偏试验***及试验方法 |
| CN111505473A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司 | 电源mosfet检测装置 |
| CN111913089A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-11-10 | 西安易恩电气科技有限公司 | 一种igbt高温反偏测试*** |
| CN112858867A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-28 | 杭州高坤电子科技有限公司 | 一种igbt模块高温反偏实验*** |
| CN113514746A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-10-19 | 华电(烟台)功率半导体技术研究院有限公司 | 一种高压大功率器件的高温高湿高压反偏测试***及其测试方法 |
| CN113968356A (zh) * | 2021-09-18 | 2022-01-25 | 国营芜湖机械厂 | 一种飞机电源***功率mosfet模块的可靠性测试***及方法 |
| CN114200275A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-18 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种碳化硅mosfet器件高温栅偏试验方法及*** |
| CN114675119A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-06-28 | 陕西半导体先导技术中心有限公司 | 半导体功率器件可靠性检测箱及检测方法 |
| CN115291070A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-04 | 杭州中安电子有限公司 | 基于动态的hdrb及hdgb测试方法和装置 |
| CN116643139A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-25 | 广东芯聚能半导体有限公司 | 基于电流加热器件的偏置实验方法、装置、设备和介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242214A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Asahi Kasei Microsystems Kk | 半導体の特性測定回路 |
| JP2010283740A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Yokogawa Electric Corp | フォトｍｏｓリレー駆動回路およびそれを用いた半導体試験装置 |
| CN102520294A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 嘉兴斯达微电子有限公司 | 功率器件的功率循环*** |
| CN203069741U (zh) * | 2012-12-30 | 2013-07-17 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 高温反偏实时监控*** |
| CN103913688A (zh) * | 2013-01-07 | 2014-07-09 | 北大方正集团有限公司 | 一种测试mos管特性的测试电路及其方法 |
| CN104898035A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 山东晶导微电子有限公司 | 实时采集数据的高温反偏实验*** |
-
2015
- 2015-10-29 CN CN201510715870.1A patent/CN105548853A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242214A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Asahi Kasei Microsystems Kk | 半導体の特性測定回路 |
| JP2010283740A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Yokogawa Electric Corp | フォトｍｏｓリレー駆動回路およびそれを用いた半導体試験装置 |
| CN102520294A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 嘉兴斯达微电子有限公司 | 功率器件的功率循环*** |
| CN203069741U (zh) * | 2012-12-30 | 2013-07-17 | 杭州士兰微电子股份有限公司 | 高温反偏实时监控*** |
| CN103913688A (zh) * | 2013-01-07 | 2014-07-09 | 北大方正集团有限公司 | 一种测试mos管特性的测试电路及其方法 |
| CN104898035A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-09 | 山东晶导微电子有限公司 | 实时采集数据的高温反偏实验*** |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108169653A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所 | 大功率电力电子器件性能测试装置以及*** |
| CN108169654A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-15 | 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）） | 功率模块htrb可靠性测试*** |
| CN109596964A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-09 | 山东阅芯电子科技有限公司 | 可兼容多种环境老化试验的方法及*** |
| CN111505473A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 佛山市顺德区顺达电脑厂有限公司 | 电源mosfet检测装置 |
| CN109765475A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-05-17 | 重庆平伟实业股份有限公司 | 用于半导体器件的高温高湿反偏试验***及试验方法 |
| CN111913089A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-11-10 | 西安易恩电气科技有限公司 | 一种igbt高温反偏测试*** |
| CN114200275B (zh) * | 2020-08-31 | 2024-05-14 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种碳化硅mosfet器件高温栅偏试验方法及*** |
| CN114200275A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-18 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种碳化硅mosfet器件高温栅偏试验方法及*** |
| CN112858867A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-05-28 | 杭州高坤电子科技有限公司 | 一种igbt模块高温反偏实验*** |
| CN113514746A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-10-19 | 华电(烟台)功率半导体技术研究院有限公司 | 一种高压大功率器件的高温高湿高压反偏测试***及其测试方法 |
| CN113968356A (zh) * | 2021-09-18 | 2022-01-25 | 国营芜湖机械厂 | 一种飞机电源***功率mosfet模块的可靠性测试***及方法 |
| CN114675119A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-06-28 | 陕西半导体先导技术中心有限公司 | 半导体功率器件可靠性检测箱及检测方法 |
| CN115291070A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-04 | 杭州中安电子有限公司 | 基于动态的hdrb及hdgb测试方法和装置 |
| CN115291070B (zh) * | 2022-07-29 | 2024-03-19 | 杭州中安电子有限公司 | 基于动态的hdrb及hdgb测试方法和装置 |
| CN116643139A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-08-25 | 广东芯聚能半导体有限公司 | 基于电流加热器件的偏置实验方法、装置、设备和介质 |
| CN116643139B (zh) * | 2023-07-26 | 2023-10-27 | 广东芯聚能半导体有限公司 | 基于电流加热器件的偏置实验方法、装置、设备和介质 |
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