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

背景技術(shù)：

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展帶來(lái)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(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新模式，節(jié)能減排已成為我國(guó)的重要戰(zhàn)略任務(wù)。而綠色能源是對(duì)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(wèn)題和能源危機(jī)，實(shí)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(kāi)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(gè)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(chǔ)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(duì)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(chǎng)強(qiáng)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(lèi)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(kāi)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(jiǎn)化甚至可以完全取消，最終使整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量顯著降低。根據(jù)美國(guó)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(kāi)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(huì)意義和良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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

目前，在對(duì)電力電子芯片的高壓檢測(cè)過(guò)程中，尚沒(méi)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(cè)裝置及方法。

技術(shù)實(shí)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(cè)裝置和高壓檢測(cè)方法，簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，其避免了高壓檢測(cè)過(guò)程中打火現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)也有效的保護(hù)了待測(cè)的電力電子芯片，使其不被損毀；同時(shí)保證了高壓檢測(cè)的順利開(kāi)展；該檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法有效且可靠，提高了電力電子芯片檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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

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

所述導(dǎo)電盤(pán)內(nèi)有隔離劑，且所述導(dǎo)電盤(pán)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(pán)的底面與所述探針臺(tái)的臺(tái)面貼合；所述導(dǎo)電盤(pán)的內(nèi)表面與所述電力電子芯片貼合，且所述導(dǎo)電盤(pán)的邊沿高出所述內(nèi)表面0.1cm至5.0cm；

所述導(dǎo)電盤(pán)的底面與內(nèi)表面均平整光滑。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)電盤(pán)內(nèi)設(shè)有2個(gè)或2個(gè)以上用于固定所述電力電子芯片的伸縮單元，每個(gè)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(pán)邊沿的內(nèi)壁上。

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

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

優(yōu)選的，所述伸縮架、卡條和導(dǎo)電盤(pán)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(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括：

I-1、烘烤待測(cè)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(cè)用儀器的探針臺(tái)上，并浸沒(méi)在隔離劑中；

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

I-4、將檢測(cè)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(wú)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(pán)中，用所述導(dǎo)電盤(pán)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(pán)中加入隔離劑，直到所述電力電子芯片浸沒(méi)在所述隔離劑中；

II-3、將底部平整光滑的所述導(dǎo)電盤(pán)固定在所述探針臺(tái)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(tái)之間施加高電壓；

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

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(cè)裝置和高壓檢測(cè)方法，該裝置的探針臺(tái)的臺(tái)面上設(shè)有用于盛裝電子電力芯片的導(dǎo)電盤(pán)，導(dǎo)電盤(pán)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(cè)的電力電子芯片，并將其固定在檢測(cè)用儀器的探針臺(tái)上浸入到隔離劑中，然后施加高電壓進(jìn)行高壓檢測(cè)，檢測(cè)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(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，其避免了高壓檢測(cè)過(guò)程中打火現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)也有效的保護(hù)了待測(cè)的電力電子芯片，使其不被損毀；同時(shí)保證了高壓檢測(cè)的順利開(kāi)展；該檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法有效且可靠，提高了電力電子芯片的檢測(cè)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(guò)在探針臺(tái)的臺(tái)面上放置用于盛放待測(cè)的電力電子芯片且盛有隔離劑的導(dǎo)電盤(pán)，避免了待測(cè)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(cè)過(guò)程中打火現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)也有效的保護(hù)了待測(cè)的電力電子芯片不被損毀，保證了檢測(cè)的順利開(kāi)展；該檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法可靠，提高了檢測(cè)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(pán)的底面及內(nèi)表面平整光滑的設(shè)置，使得導(dǎo)電盤(pán)與探針臺(tái)和待測(cè)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(cè)的順利進(jìn)行，提高了檢測(cè)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(cè)的電力電子芯片能夠有效固定在導(dǎo)電盤(pán)上，避免了因探針接觸或探針臺(tái)移動(dòng)而發(fā)生位移，保證了實(shí)驗(yàn)過(guò)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(zhǎng)度，使得其可適用于不同型號(hào)的電力電子芯片，即可對(duì)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(guò)劃片后的單個(gè)的方形電力電子芯片均進(jìn)行檢測(cè)，提高了檢測(cè)裝置的實(shí)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(pán)采用銅、鋁、銅合金或鋁合金的材質(zhì)，保證了檢測(cè)裝置中的各部件之間有效地電氣連接，從而保證了檢測(cè)的順利進(jìn)行，提高了檢測(cè)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(cè)試介質(zhì)，避免了待測(cè)的電力電子芯片與潮濕空氣直接接觸，且其容易去除，不會(huì)對(duì)待測(cè)的電力電子芯片產(chǎn)生污染，且不會(huì)對(duì)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(guò)烘烤待測(cè)的電力電子芯片并將其固定在檢測(cè)用儀器的探針臺(tái)上浸入到隔離劑中，然后施加高電壓進(jìn)行高壓檢測(cè)，檢測(cè)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(cè)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(cè)過(guò)程中打火現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)也有效的保護(hù)了待測(cè)的電力電子芯片不被損毀，保證了檢測(cè)的順利開(kāi)展；該檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法可靠，提高了檢測(cè)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(cè)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(cè)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(cè)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(pán)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(cè)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(pán)的俯視圖。

圖7是本發(fā)明的電力電子芯片的高壓檢測(cè)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(cè)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(cè)方法的中步驟I-3的流程圖。

其中，1-探針、2-探針臺(tái)、3-電力電子芯片、4-導(dǎo)電盤(pán)、401-導(dǎo)電盤(pán)的內(nèi)表面、402-導(dǎo)電盤(pán)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(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

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

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

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

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

導(dǎo)電盤(pán)4內(nèi)盛裝有隔離劑5，且導(dǎo)電盤(pán)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(kāi)，避免了高電壓檢測(cè)過(guò)程中打火損壞電子電力芯片3。

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

導(dǎo)電盤(pán)4的內(nèi)表面401與電力電子芯片3貼合，且導(dǎo)電盤(pán)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(méi)整個(gè)待測(cè)芯片3且不會(huì)從導(dǎo)電盤(pán) 4中溢出。

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

如圖3至4所示，導(dǎo)電盤(pán)4內(nèi)設(shè)有2個(gè)或2個(gè)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(pán)邊沿的內(nèi)壁402上。

其中，卡條601的長(zhǎng)度為0.5cm至2cm，每個(gè)卡條601均與導(dǎo)電盤(pán)4的邊沿內(nèi)壁402用1個(gè)伸縮架602連接，此種長(zhǎng)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(cè)需要將伸縮單元6設(shè)置為2至8個(gè)。

如圖5至6所示，導(dǎo)電盤(pán)4內(nèi)設(shè)有2個(gè)或2個(gè)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(pán)邊沿的內(nèi)壁402上。

其中，卡條601的長(zhǎng)度大于2cm，每1個(gè)卡條601與導(dǎo)電盤(pán)4的邊沿內(nèi)壁402均用2個(gè)伸縮架602連接，此種長(zhǎng)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(cè)需要將伸縮單元6設(shè)置為2至4個(gè)。

其中，伸縮架602、卡條601和導(dǎo)電盤(pán)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(cè)試介質(zhì)，其易于去除且不會(huì)對(duì)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(cè)方法，檢測(cè)方法包括：

I-1、烘烤待測(cè)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(cè)用儀器的探針臺(tái)2上，并浸沒(méi)在隔離劑5中；

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

I-4、將檢測(cè)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(wú)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(pán)4中，用導(dǎo)電盤(pán)4中的伸縮裝置固定電力電子芯片3；

II-2、向?qū)щ姳P(pán)4中加入隔離劑5，直到電力電子芯片3浸沒(méi)在隔離劑5中；

II-3、將底部平整光滑的導(dǎo)電盤(pán)4固定在探針臺(tái)2上。

如圖9所示，步驟I-3包括：

III-1、在探針1與探針臺(tái)2之間施加高電壓；

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

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(shí)間為5至20分鐘。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)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(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。