本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的檢測裝置及檢測方法，具體涉及一種電力電子芯片的高壓檢測裝置和高壓檢測方法。

背景技術(shù)：

我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展帶來了環(huán)境保護(hù)和能源供應(yīng)的壓力。積極發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)已逐步成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新模式，節(jié)能減排已成為我國的重要戰(zhàn)略任務(wù)。而綠色能源是對節(jié)能減排具有直接重大貢獻(xiàn)的產(chǎn)業(yè)。

為解決當(dāng)前所面臨的環(huán)境問題和能源危機(jī)，實現(xiàn)更高的能源轉(zhuǎn)換效率和電力傳輸效率是核心要素。作為提高電網(wǎng)清潔能源接納能力、智能化程度、資源調(diào)配能力以及提升安全穩(wěn)定可靠性能的核心技術(shù)，大功率電力電子裝置技術(shù)的發(fā)展離不開基礎(chǔ)元器件性能的提高。

電力電子器件是電網(wǎng)中電力轉(zhuǎn)換和控制的核心元件，其性能直接決定了整個電網(wǎng)的表現(xiàn)。隨著世界電網(wǎng)進(jìn)入智能電網(wǎng)發(fā)展階段，新能源技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、大規(guī)模儲能技術(shù)、超遠(yuǎn)距離超大規(guī)模輸電技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能控制技術(shù)的飛速發(fā)展對高壓、大容量、高頻、耐高溫的電力電子器件提出了更高的需求。

寬禁帶半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC)臨界場強高、禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高，非常適用于研制高壓、大功率、高頻功率器件。用SiC材料制備的器件能夠承受的電壓是同類硅器件的10倍，比Si器件的功耗降低了50％，并且在峰值功率下，工作效率大于96％，開關(guān)頻率比硅器件提高數(shù)十倍，可以在更高的溫度下(300℃以上)工作，散熱系統(tǒng)可以大大簡化甚至可以完全取消，最終使整個系統(tǒng)的體積和重量顯著降低。根據(jù)美國Cree公司的研究，如果在全球范圍內(nèi)廣泛使用SiC材料，節(jié)能將達(dá)到每年350億美元。因此研究開發(fā)碳化硅器件及其在電力電子裝置中的應(yīng)用具有十分重要的社會意義和良好的經(jīng)濟(jì)效益。

由于碳化硅器件的耐壓等級高，在進(jìn)行耐壓測試的過程中需要施加較高的測試電壓。當(dāng)電力電子芯片的耐壓等級達(dá)到1200V或更高水平時，在對其進(jìn)行高壓檢測的過程中，高電壓與潮濕空氣產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，會導(dǎo)致檢測得到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確并出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，甚至?xí)p壞被測的電力電子器件，導(dǎo)致高壓檢測無法完成。

目前，在對電力電子芯片的高壓檢測過程中，尚沒有能夠有效避免高電壓與潮濕空氣產(chǎn)生放電現(xiàn)象的裝置或方法，因此，需要提供一種能夠?qū)﹄娏﹄娮有酒M(jìn)行準(zhǔn)確、安全、可靠的高壓檢測裝置及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種電力電子芯片的高壓檢測裝置和高壓檢測方法，簡單且易于實現(xiàn)，其避免了高壓檢測過程中打火現(xiàn)象的發(fā)生，同時也有效的保護(hù)了待測的電力電子芯片，使其不被損毀；同時保證了高壓檢測的順利開展；該檢測裝置及檢測方法有效且可靠，提高了電力電子芯片檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

一種電力電子芯片的高壓檢測裝置，包括用于放置待測的電力電子芯片的探針臺和向所述電力電子芯片導(dǎo)通高壓電的探針，

所述探針臺的臺面上設(shè)有用于盛放所述電力電子芯片的導(dǎo)電盤；

所述導(dǎo)電盤內(nèi)有隔離劑，且所述導(dǎo)電盤中隔離劑的高度高于所述電子電力芯片的厚度。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)電盤的底面與所述探針臺的臺面貼合；所述導(dǎo)電盤的內(nèi)表面與所述電力電子芯片貼合，且所述導(dǎo)電盤的邊沿高出所述內(nèi)表面0.1cm至5.0cm；

所述導(dǎo)電盤的底面與內(nèi)表面均平整光滑。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)電盤內(nèi)設(shè)有2個或2個以上用于固定所述電力電子芯片的伸縮單元，每個所述伸縮單元包括伸縮架和安裝在所述伸縮架一端的卡條；

所述伸縮架的另一端固定在所述導(dǎo)電盤邊沿的內(nèi)壁上。

優(yōu)選的，所述卡條的長度為0.5cm至2cm，每個所述卡條均用1個所述伸縮架連接至所述導(dǎo)電盤邊沿。

優(yōu)選的，所述卡條的長度大于2cm，每個所述卡條均用2個所述伸縮架連接至所述導(dǎo)電盤邊沿。

優(yōu)選的，所述伸縮架、卡條和導(dǎo)電盤的材質(zhì)均為銅、鋁、銅合金或鋁合金；所述隔離劑為氟化油。

一種電力電子芯片的高壓檢測方法，所述檢測方法包括：

I-1、烘烤待測的電力電子芯片5至20分鐘；

I-2、將所述電力電子芯片固定在檢測用儀器的探針臺上，并浸沒在隔離劑中；

I-3、在檢測用的探針與所述探針臺之間施加高電壓，對所述電力電子芯片進(jìn)行高壓檢測；

I-4、將檢測完成后的電力電子芯片從隔離劑中取出并烘烤，直到其表面無殘留的隔離劑。

優(yōu)選的，所述步驟I-2，包括：

II-1、將所述電力電子芯片放入導(dǎo)電盤中，用所述導(dǎo)電盤中的伸縮裝置固定所述電力電子芯片；

II-2、向所述導(dǎo)電盤中加入隔離劑，直到所述電力電子芯片浸沒在所述隔離劑中；

II-3、將底部平整光滑的所述導(dǎo)電盤固定在所述探針臺上。

優(yōu)選的，所述步驟I-3，包括：

III-1、在所述探針與所述探針臺之間施加高電壓；

III-2、將所述探針伸入所述導(dǎo)電盤的隔離劑中，并與所述電力電子芯片的正面電極接觸，對所述電力電子芯片進(jìn)行高壓檢測。

優(yōu)選的，所述步驟I-1和步驟I-2中，所述烘烤所述電力電子芯片的方式為：將所 述電力電子芯片放置于熱板上烘烤，或所述電力電子芯片放置于烘箱內(nèi)烘烤。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種電力電子芯片的高壓檢測裝置和高壓檢測方法，該裝置的探針臺的臺面上設(shè)有用于盛裝電子電力芯片的導(dǎo)電盤，導(dǎo)電盤內(nèi)盛裝有高度高于電子電力芯片的厚度的隔離劑；該方法包括烘烤待測的電力電子芯片，并將其固定在檢測用儀器的探針臺上浸入到隔離劑中，然后施加高電壓進(jìn)行高壓檢測，檢測完成后將電力電子芯片從隔離劑中取出并烘烤。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案簡單且易于實現(xiàn)，其避免了高壓檢測過程中打火現(xiàn)象的發(fā)生，同時也有效的保護(hù)了待測的電力電子芯片，使其不被損毀；同時保證了高壓檢測的順利開展；該檢測裝置及檢測方法有效且可靠，提高了電力電子芯片的檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，通過在探針臺的臺面上放置用于盛放待測的電力電子芯片且盛有隔離劑的導(dǎo)電盤，避免了待測的電力電子芯片與潮濕空氣直接接觸，從而避免了高壓檢測過程中打火現(xiàn)象的發(fā)生；同時也有效的保護(hù)了待測的電力電子芯片不被損毀，保證了檢測的順利開展；該檢測裝置及檢測方法可靠，提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性。

2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，導(dǎo)電盤的底面及內(nèi)表面平整光滑的設(shè)置，使得導(dǎo)電盤與探針臺和待測的電力電子芯片之間均形成了有效且可靠的電氣連接，從而保證了檢測的順利進(jìn)行，提高了檢測的效率與可靠性。

3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，伸縮單元的設(shè)置，使得待測的電力電子芯片能夠有效固定在導(dǎo)電盤上，避免了因探針接觸或探針臺移動而發(fā)生位移，保證了實驗過程的準(zhǔn)確性及有效性。

4、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，卡條設(shè)置為不同的長度，使得其可適用于不同型號的電力電子芯片，即可對晶圓形式的電力電子芯片和晶圓形式的電力電子芯片經(jīng)過劃片后的單個的方形電力電子芯片均進(jìn)行檢測，提高了檢測裝置的實用性及適應(yīng)性。

5、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，伸縮架、卡條和導(dǎo)電盤采用銅、鋁、銅合金或鋁合金的材質(zhì)，保證了檢測裝置中的各部件之間有效地電氣連接，從而保證了檢測的順利進(jìn)行，提高了檢測的效率與可靠性。

6、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，隔離劑采用氟化油或其他液態(tài)高介電常數(shù)高壓測試介質(zhì)，避免了待測的電力電子芯片與潮濕空氣直接接觸，且其容易去除，不會對待測的電力電子芯片產(chǎn)生污染，且不會對芯片的后續(xù)封裝產(chǎn)生影響，保證了電力電子芯片的后續(xù)封裝得以順利進(jìn)行。

7、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，通過烘烤待測的電力電子芯片并將其固定在檢測用儀器的探針臺上浸入到隔離劑中，然后施加高電壓進(jìn)行高壓檢測，檢測完成后將電力電子芯片從隔離劑中取出并烘烤，避免了待測的電力電子芯片與潮濕空氣直接接觸，從而避免了高壓檢測過程中打火現(xiàn)象的發(fā)生；同時也有效的保護(hù)了待測的電力電子芯片不被損毀，保證了檢測的順利開展；該檢測裝置及檢測方法可靠，提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性。

8、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡要地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的圓形電力電子芯片的高壓檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的方形電力電子芯片的高壓檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的設(shè)有伸縮單元的圓形電力電子芯片的高壓檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的盛放有圓形電力電子芯片的導(dǎo)電盤的俯視圖。

圖5是本發(fā)明的設(shè)有伸縮單元的方形電力電子芯片的高壓檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明的盛放有方形電力電子芯片的導(dǎo)電盤的俯視圖。

圖7是本發(fā)明的電力電子芯片的高壓檢測方法的流程圖。

圖8是本發(fā)明的電力電子芯片的高壓檢測方法的中步驟I-2的細(xì)化流程圖。

圖9是本發(fā)明的電力電子芯片的高壓檢測方法的中步驟I-3的流程圖。

其中，1-探針、2-探針臺、3-電力電子芯片、4-導(dǎo)電盤、401-導(dǎo)電盤的內(nèi)表面、402-導(dǎo)電盤邊沿的內(nèi)壁、5-隔離劑、6-伸縮單元、601-卡條、602-伸縮架。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以圓形的探針臺2為例，詳細(xì)說明本發(fā)明提供的一種電力電子芯片的高壓檢測裝置。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供的高壓檢測裝置對晶圓形式的電力電子芯片3及晶圓經(jīng)過劃片后的單個的方形電力電子芯片3均可進(jìn)行高壓檢測；

高壓檢測裝置包括用于盛放待測的電力電子芯片3的探針臺2和向電力電子芯片3施加高壓電的探針1；

探針臺2的臺面上設(shè)有用于盛放待測的電力電子芯片3的導(dǎo)電盤4；

導(dǎo)電盤4內(nèi)盛裝有隔離劑5，且導(dǎo)電盤4內(nèi)的隔離劑5的高度高于電子電力芯片3的厚度，從而將電子電力芯片3與潮濕空氣隔離開，避免了高電壓檢測過程中打火損壞電子電力芯片3。

導(dǎo)電盤4的底面與探針臺2的臺面貼合且形狀相同，導(dǎo)電盤4的底面的表面積小于探針臺2的臺面的表面積；

導(dǎo)電盤4的內(nèi)表面401與電力電子芯片3貼合，且導(dǎo)電盤4的邊沿比其的內(nèi)表面401高0.1cm至5.0cm；以確保隔離劑5能夠完全浸沒整個待測芯片3且不會從導(dǎo)電盤 4中溢出。

導(dǎo)電盤4的底面與其內(nèi)表面401均平整光滑，使得導(dǎo)電盤4與探針臺2和電力電子芯片3均可靠電氣連接，同時確保待測的電力電子芯片3的背面電極與探針臺2臺面能夠形成良好的電氣接觸。

如圖3至4所示，導(dǎo)電盤4內(nèi)設(shè)有2個或2個以上的伸縮單元6，伸縮單元6包括伸縮架602和連接在伸縮架602一側(cè)的卡條601；

伸縮架602的另一側(cè)安裝在導(dǎo)電盤邊沿的內(nèi)壁402上。

其中，卡條601的長度為0.5cm至2cm，每個卡條601均與導(dǎo)電盤4的邊沿內(nèi)壁402用1個伸縮架602連接，此種長度的卡條601較適用于圓形的電力電子芯片3，可根據(jù)電力電子芯片3的大小及檢測需要將伸縮單元6設(shè)置為2至8個。

如圖5至6所示，導(dǎo)電盤4內(nèi)設(shè)有2個或2個以上的伸縮單元6，伸縮單元6包括伸縮架602和連接在伸縮架602一側(cè)的卡條601；

伸縮架602的另一側(cè)安裝在導(dǎo)電盤邊沿的內(nèi)壁402上。

其中，卡條601的長度大于2cm，每1個卡條601與導(dǎo)電盤4的邊沿內(nèi)壁402均用2個伸縮架602連接，此種長度的卡條601較適用于方形的電力電子芯片3，可根據(jù)電力電子芯片3的大小及檢測需要將伸縮單元6設(shè)置為2至4個。

其中，伸縮架602、卡條601和導(dǎo)電盤4由良導(dǎo)體材料制成，其材質(zhì)可為銅、鋁、銅合金或鋁合金；隔離劑5為氟化油或其他液態(tài)高介電常數(shù)高壓測試介質(zhì)，其易于去除且不會對電力電子芯片3的后續(xù)封裝產(chǎn)生影響。

如圖7所示，本發(fā)明提供的一種電力電子芯片3的高壓檢測方法，檢測方法包括：

I-1、烘烤待測的電力電子芯片5至20分鐘

I-2、將電力電子芯片3固定在檢測用儀器的探針臺2上，并浸沒在隔離劑5中；

I-3、在檢測用的探針1與探針臺2之間通高壓電流，對電力電子芯片3進(jìn)行高壓檢測；

I-4、將檢測完成后的電力電子芯片3從隔離劑5中取出并烘烤，直到其表面無殘留的隔離劑5。

如圖8所示，步驟I-2包括：

II-1、將電力電子芯片3放入導(dǎo)電盤4中，用導(dǎo)電盤4中的伸縮裝置固定電力電子芯片3；

II-2、向?qū)щ姳P4中加入隔離劑5，直到電力電子芯片3浸沒在隔離劑5中；

II-3、將底部平整光滑的導(dǎo)電盤4固定在探針臺2上。

如圖9所示，步驟I-3包括：

III-1、在探針1與探針臺2之間施加高電壓；

III-2、將探針1伸入導(dǎo)電盤4的隔離劑5中，并與電力電子芯片3的正面電極接觸，對電力電子芯片3進(jìn)行高壓檢測。

其中，步驟I-1和步驟I-2中，烘烤電力電子芯片3的方式為：將電力電子芯片3放置于熱板上烘烤，或電力電子芯片3放置于烘箱內(nèi)烘烤，其中，熱板或烘箱的烘烤溫度一般為60℃～150℃，烘烤時間為5至20分鐘。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。