JPH10253698A - 半導体素子の特性試験方法及びその装置 - Google Patents

半導体素子の特性試験方法及びその装置

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JPH10253698A
JPH10253698A JP7459597A JP7459597A JPH10253698A JP H10253698 A JPH10253698 A JP H10253698A JP 7459597 A JP7459597 A JP 7459597A JP 7459597 A JP7459597 A JP 7459597A JP H10253698 A JPH10253698 A JP H10253698A
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Koji Kaga
幸治 加賀
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サージ順電流試験と熱抵抗試験とを1つの装
置により同時に行ない被試験素子に余分な負担与えずか
つ経済性に優れた半導体素子の特性試験方法及びその装
置を提供する。 【解決手段】 サージ順電流試験回路12と、熱抵抗試
験回路13とが共通の通電手段14に含まれ、断続的に
試験電流をダイオード素子DUT(被試験素子)に通電
することなく、単一の試験順電流Ioによりサージ順電
流試験と熱抵抗試験とができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子、特にダイオ
ードの特性試験方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイオードの特性試験のうち、サージ順
電流試験、熱抵抗試験があるが、従来これらの試験はそ
れぞれ別の装置を用いて別個の方法により行なわれてい
た。図5はサージ順電流試験装置の概略を示す図である
が、その装置を用いた試験方法は次のようにして行なわ
れていた。すなわち、被試験素子(ダイオード)1の両
端にサージ順電流試験回路2から決められた定格の数倍
のサージ電流(IFSM)、例えばIFSM=30〜250A
程度の電流を通電して被試験素子1の両端電圧を測定す
るという試験を行なっている。なお、上記サージ順電流
を通電する際の電流波形は、例えば図7に示すように6
ms程度の方形波あるいは図8に示す10ms程度の正
弦波である。これらの波形の電流を通電することによっ
て被試験素子1の定格最高接合温度を越えることになる
が、素子の寿命期間中許容できる程度の順電流である。
【0003】一方、熱抵抗試験(ΔVF)は、図6に示
すような試験装置と方法で行なっている。すなわち、被
試験素子1に熱抵抗試験回路3と熱抵抗判定回路4を接
続し、該熱抵抗試験回路3からケルビン法により被試験
素子1に所定の電流を通電するとともに、熱抵抗判定回
路4によりΔVF電圧を測定するようにしている。例え
ば図9に示すようなタイミングで順電流Isを通電し、
図10に示すように、その時の電圧降下VF1,VF2を測
定し、その結果から熱抵抗特性の良否を判別するように
している。この時の試験手順をさらに詳細に述べると次
のようになる。
【0004】まず、図9のように微少電流Im1を2
ms通電し、図10のようにその時の電圧降下値VF1を
測定する。 次に、微少電流Im1の通電後2ms経過した後に、
順電流Isを10ms通電し、素子接合部の温度を上昇
させる。 次に、順電流Isの通電後10ms経過した後に、図
9のように再び微少電流Im2を2ms通電し、図10
のように、通電中に電圧降下値VF2を測定する。 最後に、ΔVF=VF1−VF2の差を求め、予め定めた
上限値と下限値の間にΔVFが収まっているか否かによ
り熱抵抗の良否を判定している。
【0005】例えば、具体例として定格電流(IF)=
10A、逆電圧(VR)=35Vのダイオード素子につ
いて試験した結果を示す。上記ダイオード素子に対して
サージ順電流(IFSM)=180A、微少電流(Im1,
Im2)=80mA、順電流(Is)=20Aとした場合
に、熱抵抗(ΔVF)=0〜100mVとなり、この値
が下限値<ΔVF<上限値の範囲にあるか否かを判別し
熱抵抗の良否を決めていた。
【発明が解決しようとする課題】 従来は上記のような試験装置と方法によりサージ順電
流試験、熱抵抗試験を行ない被試験素子に定格電流の数
倍の電流をそれぞれの試験毎に通電するため、被試験素
子に余分な負担を与え素子の寿命を低下させるおそれが
あるとともに、特性試験自体を2度行なわなければなら
ず、手数と時間を要していた。 サージ電流試験用の装置及び熱抵抗試験用の装置とい
うように、類似の試験装置を別個に製作しなければなら
ず、経済性に乏しかった。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、サージ順電流試験と熱抵抗試験
とを1つの装置を用いて同時に試験を行ない被試験素子
に余分な負担与えず、かつ、試験装置としても経済性に
優れた半導体素子の特性試験方法及びその装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子の特
性試験方法は、所定のタイミングで単一の試験順電流を
被試験素子に通電し、この通電中に所定のタイミングで
複数回電圧降下値を測定し、前記電圧降下値の差から前
記被試験素子のサージ順電流特性及び熱抵抗特性の良否
を判定するようにしたことを特徴とするものである。ま
た、もう1つの半導体素子の特性試験方法は、所定のタ
イミングで単一の試験順電流を被試験素子に通電し、こ
の通電中に所定のタイミングで瞬時電圧降下値を測定
し、該瞬時電圧降下値から前記被試験素子の接合部の状
態を判定するようにしたことを特徴とするものである。
さらに、本発明の半導体素子の特性試験装置は、サージ
順電流試験回路と、熱抵抗試験回路とが共通の通電手段
に含まれ、この通電手段から所定のタイミングで単一の
試験順電流を被試験素子に通電し、この通電中に所定の
タイミングで複数回電圧降下値及び所定のタイミングで
瞬時電圧降下値を測定するようにしたことを特徴とする
ものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
を参照して詳細に説明する。本発明の半導体素子の特性
試験装置は、図1に示すようにサージ順電流試験回路1
2と、熱抵抗試験回路13とが共通の通電手段14に含
まれている。また、この通電手段14から所定の電流が
被試験素子、ここではダイオード素子DUTの両端に通
電された時に、その時の電圧降下値を測定するための電
圧測定判別回路15を備えており、これらと上記のダイ
オード素子DUTとはケルビン法により接続されてい
る。
【0009】次に、上記の特性試験装置を用いて試験電
流Iが図2に示すタイミングで通電できるようにする。
なお、図2において、Im1=Im2は微少電流であり、I
oはサージ順電流(IFSM)兼順電流(IS)であり、こ
こでIoを便宜上、単一の試験順電流という。次に、微
少電流Im1,Im2及び単一の試験順電流Ioを図3に示
したタイミングで通電した際に、その時の電圧降下値を
図4に示したタイミングで測定し、サージ順電流試験の
瞬時電圧降下値(MVF)及び熱抵抗(ΔVF)を判定す
る。以下に、その測定手順を詳細に述べる。
【0010】まず、微少電流(Im1)を2ms通電
し、その通電中1ms経過後のタイミングで電圧降下値
(VF1)を測定する。 次に、単一の試験順電流(Io)を10ms通電し、
その通電中5.5ms経過したところで、瞬時電圧降下
値(MVF)を測定する。 次いで、Ioの通電が10ms経過後した後に、Im2
を2ms通電し、その通電中に電圧降下値(VF2)を測
定する。 上記の結果から、瞬時電圧降下値MVFが、下限値<
MVF<設定値の範囲あるか否かによりサージ順電流試
験の結果を判定する。一方、熱抵抗(ΔVF)は、ΔVF
=VF1−VF2により求め、予め設定した数値と比較し、
良否の判定を行なう。
【0011】次に、具体例として定格電流(IF)=1
0A、逆電圧(VR)=35Vのダイオード素子につい
て試験した結果を示す。なお、従来はサージ順電流(I
FSM)=180A、微少電流(Im1,Im2)=80m
A、順電流(Is)=20Aに設定したが、本発明装置
を用いる場合は、単一の試験順電流Io=180Aとな
り、他は従来と同様である。すなわち、本発明装置を用
いて試験する場合には、IFSMとIsとが単一の試験順
電流Io=180Aとなる。この場合、ΔVF=15〜4
0mV(従来と同じ)、MVF=0〜4Vとなる。
【0012】ところで、従来のサージ順電流試験におけ
るサージ順電流IFSMが本発明ではIoとなるが、その通
電時間が6msであった。これに対して本発明装置を用
いる場合には10ms通電時間が長くなる。しかしなが
ら、サージ順電流試験としては問題がなく、むしろ定格
の数倍の電流を断続的に通電する従来の方法の方が素子
に多大な悪影響を与える可能性があるということができ
る。本発明は、単一の試験順電流により試験をし、この
点を改善したものである。一方、本発明の場合、熱抵抗
試験でIsがIoとなり、Is定格の数倍になるが、I
sは素子接合部の温度上昇を目的として通電するもの
で、ここではそれほど問題となるものではない。
【0013】本発明では瞬時電圧降下値(MVF)を測
定することにより、素子の接合状態が容易に把握できる
特徴を有する。すなわち、予めMVFの上限値及び下限
値を設定しておき、MVF>上限値及びMVF<下限値の
場合には不良品とするような判定が可能となる。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明によればサージ順
電流試験回路と、熱抵抗試験回路とが共通の通電手段に
含まれ、断続的に試験電流を通電することなく、単一の
試験順電流によりサージ順電流試験と熱抵抗試験とがで
きるようにしたので概略次のような効果がある。 サージ順電流試験、熱抵抗試験とも被試験素子に定格
電流の数倍の電流をそれぞれの試験毎に通電することが
ないので、該素子に余分な負担を与え寿命を低下させる
おそれがない。また、特性試験を2度行なう必要がな
く、従ってその手数と時間を節約できる。 類似の試験装置を別個に製作しなくても良く、経済性
に富む。 サージ順電流試験で単一の試験順電流Ioを通電中に
瞬時電圧降下値MVFを測定することにより素子の接合
部の状態が容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の特性試験装置のブロック図である。
【図2】本発明の特性試験装置を用いて単一の試験電流
を通電する場合の概念的な説明のためのタイミングチャ
ートである。
【図3】本発明の特性試験装置を用いて単一の試験電流
を通電する場合の具体的な説明のためのタイミングチャ
ートである。
【図4】上記図3の通電中に電圧降下値を測定するため
のタイミングチャートである。
【図5】サージ順電流試験を行なう場合の従来の特性試
験装置のブロック図である。
【図6】熱抵抗試験を行なう場合の従来の特性試験装置
のブロック図である。
【図7】従来のサージ順電流試験を行なう場合に通電す
る方形波のタイミングチャートである。
【図8】従来のサージ順電流試験を行なう場合に通電す
る正弦波のタイミングチャートである。
【図9】従来の熱抵抗試験を行なう場合に順電流を通電
する場合のタイミングチャートである。
【図10】上記図9の通電中に電圧降下値を測定するた
めのタイミングチャートである。
【符号の説明】
12 サージ順電流試験回路 13 熱抵抗試験回路 14 通電手段 15 電圧測定判別回路 Io 単一の試験順電流 MVF 瞬時電圧降下値 VF1 電圧降下値 VF2 電圧降下値 Im1 微少電流 Im2 微少電流 DUT ダイオード素子(被試験素子)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のタイミングで単一の試験順電流を
    被試験素子に通電し、この通電中に所定のタイミングで
    複数回電圧降下値を測定し、前記電圧降下値の差から前
    記被試験素子のサージ順電流特性及び熱抵抗特性の良否
    を判定するようにしたことを特徴とする半導体素子の特
    性試験方法。
  2. 【請求項2】 所定のタイミングで単一の試験順電流を
    被試験素子に通電し、この通電中に所定のタイミングで
    瞬時電圧降下値を測定し、該瞬時電圧降下値から前記被
    試験素子の接合部の状態を判定するようにしたことを特
    徴とする半導体素子の特性試験方法。
  3. 【請求項3】 サージ順電流試験回路と、熱抵抗試験回
    路とが共通の通電手段に含まれ、この通電手段から所定
    のタイミングで単一の試験順電流を被試験素子に通電
    し、この通電中に所定のタイミングで複数回電圧降下値
    を測定するようにしたことを特徴とする半導体素子の特
    性試験装置。
  4. 【請求項4】 上記の通電中に所定のタイミングで瞬時
    電圧降下値を測定するようにしたことを特徴とする請求
    項1に記載の半導体素子の特性試験装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG98434A1 (en) * 2000-12-07 2003-09-19 Cher Ming Tan Characterization system for power rectifiers
JP2010107432A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Fuji Electric Systems Co Ltd 半導体統合試験方法、および半導体試験装置

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SG98434A1 (en) * 2000-12-07 2003-09-19 Cher Ming Tan Characterization system for power rectifiers
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