KR20050079350A - 파워모듈의 테스트장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파워모듈의 테스트장치에 관한 것으로서, 전력 에너지의 이용효율을 최적화시키는 파워모듈과 같은 낮은 주파수의 대전력 소자를 테스트할 때 고가의 고정도 장비나 계측기를 통한 수동적인 테스트를 탈피하여 자동으로 대전력 소자의 고전압, 고전류, 스위칭 특성 등을 테스트하여 테스트를 위한 비용 및 시간을 절감할 수 있어 제조 단가를 낮추고 수율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 파워모듈의 테스트장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력 에너지의 이용효율을 최적화시키는 파워모듈과 같은 낮은 주파수의 대전력 소자를 테스트할 때 고가의 고정도 장비나 계측기를 통한 수동적인 테스트를 탈피하여 자동으로 대전력 소자의 고전압, 고전류, 스위칭 특성 등을 테스트할 수 있도록 한 파워모듈의 테스트장치에 관한 것이다.
파워모듈은 여러개의 반도체 칩을 용도, 목적에 따라 결선하고, 하나의 패키지로 수납한 복합형 반도체로써 내장하는 주요 칩의 종류에 따라 다이오드(Diode) 모듈, MOSFET 모듈, 지능형 전력모듈(Intelligent Power Module ; IPM)로 불려지고 있다.
이러한 파워모듈은 전력 에너지의 이용효율을 최적화시킬 수 있는 대전력 소자로써 전력이 사용되는 모든 분야 즉, 인버터(Inverter), 유피에스(UPS), 용접기 등 산업용 제품 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel ; PDP) 등의 디지털 미디어 제품에 사용되고 있다.
이와 같은 대전력 소자인 파워모듈을 테스트하기 위해서는 고전압, 고전류 특성 및 스위칭 특성 등을 테스트하게 되는데 스위칭 특성은 일반적으로 낮은 주파수 특성을 갖고 있다.
그런데. 반도체소자를 테스트하기 위한 테스트장치로써 자동으로 테스트하는 자동테스트장비(Automatic Test Equipment ; ATE)들의 경우는 고도의 기술을 요하는 RF 소자나, 비디오 소자 등 1GHz 대의 고속의 데이터 스피드를 출력시키며 256 채널 이상의 많은 채널을 갖으며 정밀도와 해상도가 높은 믹스드 테스터로써 로직IC 및 아날로그 IC 뿐만아니라 로직과 아날로그가 혼재되어있는 믹스트 IC를 테스트할 수 있는 고가인 장비들로써 산업용 민생용의 비교적 저급의 소자를 테스트하기에는 너무 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
한편, 산업용이나 민생용의 TR, LED, DIODE, MOSFET, 사이리스터 등 비교적 고도의 기술을 필요로 하지 않고 낮은 주파수의 스위칭 특성을 갖는 소자들을 테스트하기 위한 장비로는 아날로그 IC 테스터 등이 있다.
이런 아날로그 IC 테스터의 경우 기본적인 DC소스와, 매트릭스, 먹스(MUX), 인터페이스 보드 등으로 구성되어 극히 제한적인 부품에 적용되어 비교적 낮은 스위칭 특징으로 갖는 소자들을 테스트하고 있다.
그런데 이와 같은 아날로그 IC 테스터의 경우 DC소스가 60V, 200mA 로써 대전력 소자를 테스트하기 위한 1,200V의 고전압이나, 100A의 고전류 등을 제공할 수 없고 테스트할 수 없어 벤치 테스트 생산방식으로 계측기를 통해 파워모듈을 수동으로 테스트함으로써 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 전력 에너지의 이용효율을 최적화시키는 파워모듈과 같은 낮은 주파수의 대전력 소자를 테스트할 때 고가의 고정도 장비나 계측기를 통한 수동적인 테스트를 탈피하여 자동으로 대전력 소자의 고전압, 고전류, 스위칭 특성 등을 테스트할 수 있도록 한 파워모듈의 테스트장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 컴퓨터와 키보드와 표시장치와 유저 인터페이스와 저장장치 등을 갖는 컴퓨터 스테이션과; 테스트 디바이스가 장착될 수 있는 디바이스 소켓을 제공하며 장착된 테스트 디바이스의 각 핀과 접속될 수 있도록 인터페이스를 제공하는 테스트 헤드와; 테스트모듈부에 전압과 전류를 공급하기 위한 전원공급 모듈과, 낮은 주파수의 임의 파형을 발생하기 위한 임의 파형발생 모듈과, 낮은 주파수로 샘플링하여 디지털화하는 저주파 디지타이저 모듈과, 테스트 디바이스의 동작파형을 샘플링하기 위한 샘플링 모듈과, 고전압을 발생시키고 측정하기 위한 고전압 모듈과, 고전류를 발생시키고 측정하기 위한 고전류 모듈로 이루어져 컴퓨터 스테이션의 제어에 따라 동작하여 신호를 테스트 헤드로 출력하고 측정된 데이터를 컴퓨터 스테이션으로 전달하는 테스트모듈부와; 테스트 헤드와 테스트모듈부 사이에서 신호의 입출력패스를 설정하는 스테이션 멀티플렉서로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 테스트모듈부에는 출력되는 전압과 전류를 자동교정하기 위한 교정모듈이 더 포함된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 테스트모듈부의 각 모듈은 선택적으로 착탈 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전원공급 모듈은 60V/200mA와 60V/10A를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 임의 파형발생 모듈의 파형 발생 범위는 1Hz ∼ 255 KHz 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 저주파수 디지타이저 모듈의 샘플링 클럭은 최대 20MHz 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 샘플링 모듈은 0.1ns의 해상도를 갖는 2채널인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 고전압 모듈은 켈빈 커넥션에 의해 최대 1,000V / 100mA 까지 고전압을 발생시키고 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 고전류 모듈은 켈빈 커넥션에 의해 최대 100A / 30V 까지 고전류를 발생시키고 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 스테이션 멀티플렉서는 컴퓨터 스테이션에 의해 제어되는 최대 48개의 릴레이와 12핀 매트릭스에 의해 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 스테이션 멀티플렉서는 복수의 테스트 헤드와 연결하기 위한 복수의 스테이션을 제공하는 것을 특징으로 한다.
위와 같이 이루어진 본 발명은 테스트 헤드에 낮은 주파수에 동작되며 고전압, 고전류의 특성을 갖는 파워모듈을 장착하고 파워모듈의 각핀에 테스트신호의 입력 및 출력신호를 측정하기 위해 스테이션 멀티플렉서를 통해 설정한 후 컴퓨터 스테이션에서 테스트를 위한 일련의 순서를 설정하여 테스트모듈부의 각종 모듈을 작동시켜 신호를 출력하고 입력되는 신호를 샘플링 모듈을 통해 컴퓨터 스테이션에서 출력하며 저주파 디지타이저 모듈을 통해 디지털로 변환하여 저장하고 고전압, 고전류를 발생시켜 인가하고 측정하는 등 대전력 소자의 고전압, 고전류, 스위칭 특성 등을 용이하게 테스트할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 파워모듈의 테스트장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 위와 같이 이루어진 본 발명에 의한 파워모듈의 테스트장치를 구현한 실시예이다.
여기에 도시된 바와 같이 컴퓨터(11)와 키보드(12)와 표시장치(13)와 유저 인터페이스(미도시)와 저장장치(15) 등을 갖는 컴퓨터 스테이션(10)과; 테스트 디바이스(50)가 장착될 수 있는 디바이스 소켓(45)을 제공하며 장착된 테스트 디바이스(50)의 각 핀과 접속될 수 있도록 인터페이스를 제공하는 테스트 헤드(40)와; 컴퓨터 스테이션(10)의 제어에 따라 동작하여 신호를 테스트 헤드(40)로 출력하고 측정된 데이터를 컴퓨터 스테이션(10)으로 전달하는 테스트모듈부(20)와; 테스트 헤드(40)와 테스트모듈부(20) 사이에서 신호의 입출력패스를 설정하는 스테이션 멀티플렉서(30)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때 테스트모듈부(20)는 테스트모듈부에 60V/200mA와 60V/10A 전압과 전류를 공급하기 위한 전원공급 모듈(21)과, 1Hz ∼ 255 KHz 의 낮은 주파수로써 임의의 파형을 발생시키기 위한 임의 파형발생 모듈(22)과, 마스터 클럭이 62.5MHz이고 샘플링 클럭이 최대 20MHz의 낮은 주파수로 샘플링하여 디지털화하는 저주파 디지타이저 모듈(23)과, 테스트 디바이스(50)의 동작파형을 0.1ns의 해상도로 샘플링하기 위한 2채널의 샘플링 모듈(24)과, 켈빈 커넥션에 의해 최대 1,000V / 100mA 까지 고전압을 발생시키고 측정하기 위한 고전압 모듈(25)과, 켈빈 커넥션에 의해 최대 100A / 30V 까지 고전류를 발생시키고 측정하기 위한 고전류 모듈(26)들로 이루어진다.
이때 테스트모듈부(20)를 이루는 각각의 모듈들은 선택적으로 착탈 가능하도록 구성되어 파워모듈의 테스트 특성에 따라 삽입하거나 제거할 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 테스트모듈부(20)의 각각의 모듈을 개별보드로 구성하여 랙(15)에 슬롯으로 착탈할 수 있도록 구성함으로써 선택적으로 테스트모듈을 추가 및 제거할 수 있게 된다.
또한, 테스트모듈부(20)에는 출력되는 전압과 전류를 자동교정하기 위한 교정모듈(27)을 더 포함하여 구성함으로써 자동으로 정확한 전압과 전류값에 의해 측정할 수 있도록 한다.
그리고, 스테이션 멀티플렉서(30)는 컴퓨터 스테이션(10)에 의해 제어되는 최대 48개의 릴레이와 12핀 매트릭스에 의해 구성되어 복수의 테스트 헤드(40)와 연결하기 위한 2개의 스테이션(ST1, ST2)으로 구성된다.
이와 같은 파워모듈의 테스트장치의 작동을 하나씩 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 샘플링 모듈(24)의 경우 2개의 채널로써 샘플링 해상도는 0.1ns로써 12비트의 4095의 트리거 레인지로 전압을 샘플링하여 컴퓨터 스테이션(10)을 통해 파형을 측정하게 된다.
그리고, 고전압 모듈(25)은 0V∼1000V의 전압을 100V나 1000V의 레인지로 조절하고 전류를 1㎂, 10㎂, 100㎂, 1㎃, 10㎃의 레인지로 조절하여 고전압을 출력하고 고전압을 측정하여 저주파 디지타이저 모듈(23)에 의해 디지털화하여 컴퓨터 스테이션(10)에 저장 및 표시하게 된다.
또한, 고전류 모듈(26)은 0A∼100A의 전류를 10A나 100A의 레인지로 조절하고 전압을 3V, 30V의 레인지로 조절하여 고전류를 출력하고 고전류를 측정하여 저주파 디지타이저 모듈(23)에 의해 디지털화하여 컴퓨터 스테이션(10)에 저장 및 표시하게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 전력 에너지의 이용효율을 최적화시키는 파워모듈과 같은 낮은 주파수의 대전력 소자를 테스트할 때 고가의 고정도 장비나 계측기를 통한 수동적인 테스트를 탈피하여 자동으로 대전력 소자의 고전압, 고전류, 스위칭 특성 등을 테스트할 수 있는 이점이 있다.
또한, 고가의 고정도 장비를 사용하지 않음으로써 테스트를 위한 비용을 절감할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 수동적인 테스트를 탈피하여 자동으로 테스트함으로써 테스트 시간을 줄일 수 있어 수율을 향상시킬 수 있고 대량 생산이 가능하다.
도 1은 본 발명에 의한 파워모듈의 테스트장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 위와 같이 이루어진 본 발명에 의한 파워모듈의 테스트장치를 구현한 실시예이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 : 컴퓨터 스테이션 20 : 테스트모듈부
21 : 전원공급 모듈 22 : 임의 파형발생 모듈
23 : 저주파 디지타이저 모듈 24 : 샘플링 모듈
25 : 고전압 모듈 26 : 고전류 모듈
27 : 교정모듈 30 : 스테이션 멀티플렉서
40 : 테스트 헤드 45 : 디바이스 소켓
50 : 디바이스
Claims (11)
- 컴퓨터와 키보드와 표시장치와 유저 인터페이스와 저장장치 등을 갖는 컴퓨터 스테이션과;테스트 디바이스가 장착될 수 있는 디바이스 소켓을 제공하며 장착된 상기 테스트 디바이스의 각 핀과 접속될 수 있도록 인터페이스를 제공하는 테스트 헤드와;테스트모듈부에 전압과 전류를 공급하기 위한 전원공급 모듈과, 낮은 주파수의 임의 파형을 발생하기 위한 임의 파형발생 모듈과, 낮은 주파수로 샘플링하여 디지털화하는 저주파 디지타이저 모듈과, 테스트 디바이스의 동작파형을 샘플링하기 위한 샘플링 모듈과, 고전압을 발생시키고 측정하기 위한 고전압 모듈과, 고전류를 발생시키고 측정하기 위한 고전류 모듈로 이루어져 상기 컴퓨터 스테이션의 제어에 따라 동작하여 신호를 상기 테스트 헤드로 출력하고 측정된 데이터를 상기 컴퓨터 스테이션으로 전달하는 테스트모듈부와;상기 테스트 헤드와 상기 테스트모듈부 사이에서 신호의 입출력패스를 설정하는 스테이션 멀티플렉서로 이루어진 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 테스트모듈부에는 출력되는 전압과 전류를 자동교정하기 위한 교정모듈이 더 포함된 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 테스트모듈부의 각 모듈은 선택적으로 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 전원공급 모듈은 60V/200mA와 60V/10A를 공급하는 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 임의 파형발생 모듈의 파형 발생 범위는 1Hz ∼ 255 KHz 인 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 저주파수 디지타이저 모듈의 샘플링 클럭은 최대 20MHz 인 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 샘플링 모듈은 0.1ns의 해상도를 갖는 2채널인 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 고전압 모듈은 켈빈 커넥션에 의해 최대 1,000V / 100mA 까지 고전압을 발생시키고 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 고전류 모듈은 켈빈 커넥션에 의해 최대 100A / 30V 까지 고전류를 발생시키고 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 스테이션 멀티플렉서는 상기 컴퓨터 스테이션에 의해 제어되는 최대 48개의 릴레이와 12핀 매트릭스에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 파워모듈의 테스트장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 스테이션 멀티플렉서는 복수의 테스트 헤드와 연결하기 위한 복수의 스테이션을 제공하는 것을 특징으로 한다.
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |