[发明专利]一种半导体器件热分布的测试装置

说明书

本发明公开了一种半导体器件热分布的测试装置，包括：外部测试回路、压接组件和红外热像仪；所述外部测试回路与压接组件电性连接；所述红外热像仪通过支架设置在压接组件上方；所述外部测试回路，用于进行阻断耐压测试、浪涌测试和关断瞬态测试；所述压接组件，用于为半导体器件提供压力，使半导体器件与外部测试回路电性连接；所述红外热像仪，用于观测半导体器件内部的红外信息。本发明的测试装置为非接触式测量。在阻断耐压、浪涌的工况下，该测试装置可用于半导体器件的筛选以及故障原因分析。对于瞬态的半导体器件开关过程，该测试装置可以反映半导体器件内部电流的瞬态过程，可以用于研究半导体器件的内部物理过程和物理机理。

技术领域

本发明属于功率半导体器件测试技术领域，特别涉及一种半导体器件热分布的测试装置。

背景技术

随着可再生能源和直流电网的快速发展，基于大功率压接式半导体的功率变换技术以及电流开断技术得到深入研究和应用。作为核心元件，大功率压接式半导体在工作时的热分布情况对于其性能有重要的影响作用。在阻断耐压的工况下，器件承受母线电压，存在漏电流。漏电流可能因为边缘的耐压结构损坏而增大，也可能因为器件的纵向掺杂结构未达标而增大。通过热点观测漏电流存在的位置在边缘还是内部，对判断器件漏电流产生的原因有重要的帮助。在浪涌的工况下，热点的位置即为浪涌中电流集中的区域。通过观测热分布能够定位器件的薄弱点。对于瞬态的器件开关过程，热分布可以反映器件内部并联元胞或并联芯片的电流瞬态过程，可以用于研究器件的内部物理过程和物理机理。然而，功率半导体器件的管壳为密闭的封装，难以观测内部的热分布情况，对研究器件的阻断、浪涌和关断过程带来了较大的阻碍。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种半导体器件热分布的测试装置，包括：外部测试回路、压接组件和红外热像仪；

所述外部测试回路与压接组件电性连接；

所述红外热像仪通过支架设置在压接组件上方；

所述外部测试回路，用于进行阻断耐压测试、浪涌测试和关断瞬态测试；

所述压接组件，用于为半导体器件提供压力，使半导体器件与外部测试回路电性连接；

所述红外热像仪，用于观测半导体器件内部的红外信息。

更进一步地，所述外部测试回路包括阻断耐压测试单元、浪涌测试单元和关断瞬态测试单元；

所述阻断耐压测试单元，用于进行阻断耐压测试；

所述浪涌测试单元，用于进行浪涌测试；

所述关断瞬态测试单元，用于进行关断瞬态测试。

更进一步地，所述关断瞬态测试单元包括母线电容V_DC、钳位电阻R_s、钳位电感L_i、钳位二极管D₁、钳位电容C_CL、杂散电感L、续流二极管D₂和负载电感L_load；

所述母线电容V_DC一端同时与钳位电阻R_s一端和钳位电感L_i一端电性连接；

所述钳位电感L_i另一端同时与钳位二极管D₁一端和杂散电感L一端电性连接；

所述钳位二极管D₁另一端同时与钳位电阻R_s另一端和钳位电容C_CL一端电性连接；

所述钳位电容C_CL另一端同时与母线电容V_DC另一端和续流二极管D₂一端电性连接；

所述续流二极管D₂两端与负载电感L_load两端连接；

母线电容V_DC，用于提供测试电压；

负载电感L_load，用于导通时电流流通；