JP2016118399A - 試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常の発生により従来に比して一段と迅速に測定対象への電源の供給を遮断することができる試験装置を提案する。【解決手段】半導体２を試験する試験装置１において、前記半導体２のゲートに駆動用信号を供給する駆動信号出力部５と、前記半導体２に駆動用電源（Ｖ１）を供給する電源４と、前記半導体２への前記駆動用電源（Ｖ１）の供給を遮断するスイッチ回路７と、前記半導体２の異常を検出して前記スイッチ回路７を駆動する異常検出部６とを備える。前記異常検出部６は、前記半導体２のゲート電圧Ｖｇに基づいて、前記半導体２の異常を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば大出力モータ等の駆動に供する高電圧、大電流の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、パワーＭＯＳＦＥＴ等を試験する試験装置に関する。

従来、半導体製造工程では、出荷検査等において、試験装置により各種の試験を実行している。このような試験に関して、高電圧、大電流のＩＧＢＴについては、ＪＥＣ−２４０７−２００７等に測定方法が規定されている。

このような試験装置では、従来、試験対象の駆動電流により、試験対象の異常を検出して電源を遮断し（例えば特許文献１）、これにより試験装置を保護している。

しかしながら従来の試験装置における電源遮断方法では、異常の発生から電源を遮断して駆動電流が低下を開始するまでに時間を要し、その結果、測定対象、測定治具等が損傷する問題があった。これにより従来に比して一段を迅速に、試験対象への電源の供給を遮断できることが望まれる。

特開２０１２−１２７８１３号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、異常の発生により従来に比して一段と迅速に測定対象への電源の供給を遮断することができる試験装置を提案しようとするものである。

係る課題を解決するため、請求項１の発明においては、
半導体を試験する試験装置において、
前記半導体のゲートに駆動用信号を供給する駆動信号出力部と、
前記半導体に駆動用電源を供給する電源と、
前記半導体への前記駆動用電源の供給を遮断するスイッチ回路と、
前記半導体の異常を検出して前記スイッチ回路を駆動する異常検出部とを備え、
前記異常検出部は、
前記半導体のゲート電圧に基づいて、前記半導体の異常を検出する
試験装置。

半導体では、異常の発生により駆動電流、及び駆動電圧が急激に変化し、この変化の影響でゲート電圧に異常電圧が発生する。またこのゲート電圧の異常にあっては、駆動電流による異常検出より短時間で検出できる場合もある。これにより請求項１の構成によれば、このような場合について、従来に比して早い時点で異常を検出することができ、従来に比して迅速に測定対象への電源の供給を遮断することができる。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、
前記異常検出部は、
前記半導体のゲート電圧を判定基準値により判定することにより、前記半導体のゲート電圧に基づいて、前記半導体の異常を検出する。

請求項２の構成によれば、より具体的構成により、従来に比して早い時点で異常を検出することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の構成において、
前記異常検出部は、
さらに前記半導体の駆動電流に基づいて、前記半導体の異常を検出する。

請求項３の構成によれば、ゲート電圧に異常の現象が迅速に現れない場合でも、異常による駆動電流の著しい増大を防止して試験装置を保護することができる。

本発明によれば、異常の発生により従来に比して一段と迅速に測定対象への電源の供給を遮断することができる。

本発明の第１実施形態に係る試験装置を示す図である。 図１の試験装置において、動作の説明に供する信号波形図である。

以下、本発明の実施形態について詳述する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る試験装置を示す図である。この試験装置１は、測定治具を介してＩＧＢＴモジュールに接続され、このＩＧＢＴモジュールを構成するＩＧＢＴ２を試験する。なおＩＧＢＴモジュールは、複数のＩＧＢＴ２を収納したモジュールであり、各ＩＧＢＴ２には並列に保護ダイオード３が設けられている。

このためこの試験装置１では、試験対象であるＩＧＢＴ２に駆動用電源を供給する電源４、異常検出ユニット６の制御により電源４からＩＧＢＴ２への駆動用電源の供給を遮断するスイッチ回路７、ＩＧＢＴ２のゲートに試験用の駆動信号を供給する駆動信号出力部であるゲートドライブユニット（Ｇａｔｅ−ＤＲ Ｕｎｉｔ）５、駆動信号により変化するＩＧＢＴ２の各端子電圧等を計測する計測回路、計測回路の計測結果を集計して判定するコントローラ等が設けられる。これによりこの試験装置１では、種々の試験項目により試験対象であるＩＧＢＴ２を試験できるように構成される。

この試験装置１において、異常検出ユニット６は、ＩＧＢＴ２のゲート電圧に基づいて、試験対象であるＩＧＢＴ２の異常を検出し、スイッチ回路７の制御によりＩＧＢＴ２への駆動用電源の供給を遮断する。これにより試験装置１では、異常の発生により従来に比して一段と迅速に測定対象への電源の供給を遮断する。より具体的に、異常検出ユニット６は、ゲート電圧Ｖｇを判定基準値により判定し、その結果得られる判定結果Ｓ１によりスイッチ回路７を駆動して駆動用電源を遮断する。

すなわち図２に示すように、ゲート信号によりゲート電圧Ｖｇ（図２（Ｂ））を立ち上げてＩＧＢＴ２を駆動する場合、ＩＧＢＴ２の端子間電圧（ドレインソース間電圧であり駆動電圧である）Ｖ１（図２（Ａ））及び駆動電流Ｉ１（図２（Ｅ））は、ゲート電圧Ｖｇに応じて変化することになる。なおＩＧＢＴ２の端子間電圧Ｖ１の変動量は、電源４の出力抵抗及びスイッチ回路７の内部抵抗に依存することになる。

このようにしてＩＧＢＴ２を駆動して、例えば時点ｔ１でＩＧＢＴ２に異常が発生すると、ＩＧＢＴ２は、駆動電流Ｉ１が急激に増大すると共に、端子間電圧Ｖ１が急激に変化することになる。なお異常後の端子間電圧Ｖ１は、電源４の特性によって、種々の変化を呈することになる。

従来の試験装置では、この駆動電流Ｉ１を判定基準値ＴＨ１により判定して試験対象の異常を検出して電源の供給を停止制御するものの、この場合、異常の発生から異常を検出するまでに要する時間に、異常の検出から電源の供給を停止するまでの遅延時間（制御信号によりスイッチ回路７が機能するまでの時間である）τを加算した時間だけ、異常の発生から電源の供給を停止するまでの間、時間を要することになる。なおこの図２においては、この従来の試験装置による電源遮断の挙動を破線により示す。

種々に検討した結果によれば、ＩＧＢＴ２においては、異常の発生により駆動電流、及び駆動電圧が急激に変化し、この変化の影響でゲート電圧に異常電圧が発生することが判った。またこのゲート電圧の異常にあっては、駆動電流による異常検出より短時間で検出できる場合があることが判った。このような場合については、駆動電流に代えて、ゲート電圧を判定基準値により判定し、その結果得られる判定信号Ｓ１によりスイッチ回路７を制御して駆動用電源を遮断するようにして（図２（Ｃ）及び（Ｄ））、従来に比して格段的に迅速に、異常の発生により電源の供給を遮断できる。

すなわちこの場合、異常の検出から電源を遮断するまでの時間τについては、駆動電流Ｉ１に基づいて電源を遮断する場合と同一の時間を要するものの、異常を検出するまでの時間を短くすることができることにより、従来に比して迅速に電源を遮断することができる。

しかしながらＩＧＢＴ２においては、全てで、このように駆動電流より早い時点でゲート電圧に異常の現象が現れるものではなく、駆動電流により異常検出した方が、迅速かつ確実に異常の発生に対応できる場合もある。

そこでここの実施形態では、電流電圧変換抵抗８が駆動電流経路に設けられ、この電流電圧変換抵抗８の端子間電圧により、異常検出ユニット６でＩＧＢＴ２の駆動電流を検出する。異常検出ユニット６は、この端子間電圧を所定の判定基準値で判定することにより、駆動電流の立ち上がりを検出してＩＧＢＴ２の異常を検出する。またこの判定結果によってもスイッチ回路７を制御して駆動電源の供給を遮断する。これらによりこの実施形態では、種々半導体素子の試験に適切に対応できるように構成される。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、ＩＧＢＴを試験する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、パワーＭＯＳＦＥＴ等を試験する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施形態では、電流電圧変換抵抗を使用して駆動電流を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、カレントプローブ等により検出するようにしてもよい。

１ 試験装置
２ ＩＧＢＴ
３ ダイオード
４ 電源
５ ゲートドライブユニット
６ 異常検出ユニット
７ スイッチ回路
８ 電流電圧変換抵抗

Claims (3)

1. 半導体を試験する試験装置において、
   前記半導体のゲートに駆動用信号を供給する駆動信号出力部と、
   前記半導体に駆動用電源を供給する電源と、
   前記半導体への前記駆動用電源の供給を遮断するスイッチ回路と、
   前記半導体の異常を検出して前記スイッチ回路を駆動する異常検出部とを備え、
   前記異常検出部は、
   前記半導体のゲート電圧に基づいて、前記半導体の異常を検出する
   試験装置。
2. 前記異常検出部は、
   前記半導体のゲート電圧を判定基準値により判定することにより、前記半導体のゲート電圧に基づいて、前記半導体の異常を検出する
   請求項１に記載の試験装置。
3. 前記異常検出部は、
   さらに前記半導体の駆動電流に基づいて、前記半導体の異常を検出する
   請求項１又は請求項２に記載の試験装置。

Images