元件通电测试方法与通电测试系统与流程

本发明涉及一种测试，特别是指一种离散元件测试技术。

背景技术：

现有的双端电子元件或三端电子元件，特别是指二极管与作为开关的晶体管而言，制造完成后，在测试阶段的可靠度验证项目，主要为对电子元件施以顺向断续通电(ifol：intermittentforwardoperatinglife)，及高温逆向偏压(htrb：hightemperaturereversebias)，并长时间的持续反复通电做测试，以观察二极管或晶体管在此两种试验项目下的元件耐受度。

由于双端电子元件与三端电子元件接脚数的不同，且顺向断续通电及/或高温逆向偏压为两种独立的验证项目，需由不同电路分开测试，以现有的可靠度测试方法，各自适用的测试电路并不相同而无法同时整合在同一电路做测试，且基于电子元件的可靠度验证需要经过长时间(通常至少为1000小时)的反复试验而甚为费时。倘若考虑到产品交期问题，电子元件制造完成后的测试阶段所花费的时间将是主要考验，因此，现有的双端电子元件或三端电子元件，特别是二极管与晶体管的测试方法有改善的必要。

技术实现要素：

本发明的一目的在于提供一种可同时测试一个双端元件与一个三端元件的通电测试方法。

本发明元件通电测试方法，由一通电测试系统执行，以同时检测一个双端元件及一个三端元件，所述三端元件包含一第一端、一控制端，及一接地的第二端，所述通电测试系统包含一电源供应装置，及一示波装置，所述电源供应装置包括一电连接所述双端元件的阳极的电流输出端、一电连接所述双端元件的阴极与所述三端元件的所述第一端的电压输出端，及一电连接所述三端元件的所述控制端的控制端，所述示波装置耦接于所述双端元件的阳极与阴极，并耦接于所述三端元件的所述第一端与所述第二端，所述元件通电测试方法包含一步骤(a)、一步骤(b)、一步骤(c)，及一步骤(d)。

所述步骤(a)为所述电源供应装置经由所述电流输出端提供一正向电流到所述双端元件的阳极，且经由所述电压输出端提供一正向电压到所述双端元件的阴极。

所述步骤(b)为所述电源供应装置经由所述控制端提供一脉波信号到所述三端元件的所述控制端，且使所述脉波信号n次切换于一使所述三端元件导通的第一准位与一使所述三端元件不导通的第二准位间，n≧1。

所述步骤(c)为当所述脉波信号处于所述第一准位使所述三端元件导通时，所述示波装置侦测流经所述双端元件的电流而得到一第一电流信息，且侦测流经所述三端元件的电流而得到一第二电流信息。

所述步骤(d)为当所述脉波信号处于所述第二准位使所述三端元件不导通时，所述示波装置侦测所述双端元件的跨压而得到一第一电压信息，且侦测所述三端元件的跨压而得到一第二电压信息。

本发明元件通电测试方法，所述示波装置包括一示波器、一电连接所述双端元件的阳极的第一电流探棒，及一电连接所述三端元件的所述第一端的第二电流探棒，所述步骤(c)包括以下子步骤：

(c1)所述第一电流探棒侦测流经所述双端元件的电流而得到所述第一电流信息，且所述第二电流探棒侦测流经所述三端元件的电流而得到所述第二电流信息，及

(c2)所述示波器分别接收来自所述第一电流探棒的所述第一电流信息，与接收来自所述第二电流探棒的所述第二电流信息。

本发明元件通电测试方法，所述示波装置包括一示波器、一耦接于所述双端元件的阳极与阴极的第一电压探棒，及一耦接于所述三端元件的所述第一端与所述第二端的第二电压探棒，所述步骤(d)包括以下子步骤：

(d1)所述第一电压探棒侦测所述双端元件的跨压而得到所述第一电压信息，且所述第二电压探棒侦测所述三端元件的跨压而得到所述第二电压信息，及

(d2)所述示波器分别接收来自所述第一电压探棒的所述第一电压信息，与接收来自所述第二电压探棒的所述第二电压信息。

此外，本发明的另一目的，即在提供一种可同时测试一个双端元件与一个三端元件的通电测试系统。

本发明通电测试系统，适用于同时检测一个双端元件及一个三端元件，所述三端元件包含一第一端、一控制端，及一接地的第二端，所述通电测试系统包含一电源供应装置，及一示波装置。

所述电源供应装置包括一电流输出端、一电压输出端，及一控制端。

所述电流输出端电连接所述双端元件的阳极，并提供一正向电流到所述双端元件的阳极。

所述电压输出端电连接所述双端元件的阴极与所述三端元件的所述第一端，并提供一正向电压到所述双端元件的阴极与所述三端元件的所述第一端。

所述控制端电连接所述三端元件的所述控制端，并提供一脉波信号到所述三端元件的所述控制端，使所述脉波信号n次切换于一使所述三端元件导通的第一准位与一使所述三端元件不导通的第二准位间，n≧1。

所述示波装置耦接于所述双端元件的阳极与阴极，并耦接于所述三端元件的所述第一端与所述第二端，当所述脉波信号处于所述第一准位使所述三端元件导通时，所述示波装置侦测流经所述双端元件的电流而得到一第一电流信息，且侦测流经所述三端元件的电流而得到一第二电流信息，当所述脉波信号处于所述第二准位使所述三端元件不导通时，所述示波装置侦测所述双端元件的跨压而得到一第一电压信息，且侦测所述三端元件的跨压而得到一第二电压信息。

本发明通电测试系统，所述示波装置包括一示波器、一耦接于所述双端元件的阳极的第一电流探棒，及一耦接于所述三端元件的所述第一端的第二电流探棒，

所述第一电流探棒侦测流经所述双端元件的电流而得到所述第一电流信息，且所述第二电流探棒侦测流经所述三端元件的电流而得到所述第二电流信息，

所述示波器分别接收来自所述第一电流探棒的所述第一电流信息，与接收来自所述第二电流探棒的所述第二电流信息。

本发明通电测试系统，所述示波装置包括一示波器、一耦接于所述双端元件的阳极与阴极的第一电压探棒，及一耦接于所述三端元件的所述第一端与所述第二端的第二电压探棒，

所述第一电压探棒侦测所述双端元件的跨压而得到所述第一电压信息，且所述第二电压探棒侦测所述三端元件的跨压而得到所述第二电压信息，

所述示波器分别接收来自所述第一电压探棒的所述第一电压信息，与接收来自所述第二电压探棒的所述第二电压信息。

本发明通电测试系统，所述双端元件为一二极管。

本发明通电测试系统，所述三端元件为一绝缘栅双极性晶体管(igbt：insulatedgatebipolartransistor)。

本发明通电测试系统，所述三端元件为一金氧半场效晶体管(mosfet：metal-oxide-semicondu-ctorfield-effecttransistor)。

本发明通电测试系统，还包含一限流电阻，电连接所述双端元件的阴极、所述三端元件的所述第一端，及所述电压输出端。

本发明的有益效果在于：通过所述电源供应装置同时电连接一个双端元件与一个三端元件，并利用三端元件的电气特性，以周期性的脉波输出控制三端元件导通或不导通，进而将用于对双端元件与三端元件的顺向断续通电、高温逆向偏压两种试验整合于同一电路，并通过所述示波装置观察相关于双端元件与三端元件的电流信息或电压信息，节省分开测试的时间。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一电路图，说明一实施本发明元件通电测试方法的一实施例的通电测试系统；

图2是一方块图，辅助说明所述通电测试系统；

图3是一立体图，说明所述通电测试系统的实际外观；

图4是一前视图，辅助说明所述通电测试的实际外观；

图5是一波型图，说明电子元件在开关切换时的实际信号变化；

图6是一流程图，说明本发明元件通电测试方法的所述实施例；

图7是一波型图，说明所述通电测试系统所提供的脉波控制信号；

图8是一波型图，说明所述通电测试系统的一晶体管根据所述脉波控制信号而切换于导通的第一准位与不导通的第二准位的电流波型；

图9是一波型图，说明所述通电测试系统的所述晶体管根据所述脉波控制信号而切换于导通的第一准位与不导通的第二准位的电压波型；

图10是一波型图，说明根据所述脉波控制信号准位不同而变化的电流波型；

图11是一波型图，说明根据所述脉波控制信号准位不同而变化的电压波型；

图12是一波型图，说明根据所述脉波控制信号准位不同而变化的电流波型；

图13是一流程图，辅助说明所述元件通电测试系统；

图14是一波型图，说明根据所述脉波控制信号准位不同而变化的电压波型；及

图15是一流程图，辅助说明所述元件通电测试系统。

具体实施方式

参阅图1，本发明通电测试系统的一实施例，以同时检测一个双端元件和一个三端元件，在此，所述双端元件为二极管，而所述三端元件为绝缘栅双极性晶体管(igbt：insulatedgatebipolartransistor)，其中，所述绝缘栅双极性晶体管包含一漏极、一栅极，及一接地的射极，此外，所述三端元件也可为包含一漏极、一栅极，及一接地的源极的金氧半场效晶体管(mosfet：metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor)，在本实施例中，所述三端元件是以绝缘栅双极性晶体管作说明。

所述通电测试系统包含一电源供应装置2、一示波装置3，及一限流电阻r。

所述电源供应装置2包括一电连接所述二极管的阳极的电流输出端21，而对所述二极管供应一输入电流、一电连接所述二极管的阴极与所述绝缘栅双极性晶体管的所述漏极的电压输出端22，而对所述二极管的供应一输入电压，及一电连接所述绝缘栅双极性晶体管的所述栅极的脉波控制端23，以对所述绝缘栅双极性晶体管的所述栅极供应一脉波宽度调变(pwm：pulsewidthmodulation)信号，以控制所述绝缘栅双极性晶体管导通或不导通。

参阅图2，进一步地说明所述电源供应装置2的详细架构，由一整流级电路控制系统时序、一功率因子修正电路以提供电路高功因与低谐波失真，增加能源使用率、四组独立的隔离通道，具有电器隔离的优点，同时各自独立不互相干扰，并以两组独立控制的脉波控制端23以输出脉波宽度调变信号，可同时驱动两组绝缘栅双极性晶体管或金氧半导体场效晶体管，进而将元件的顺向断续通电、高温逆向偏压两种验证项目整合为一，有效减少量测的时间与设备数量。

参阅图3、图4，为所述电源供应装置2的整体外观，配置有两组独立的量测系统，分别提供电压、电流，及脉波控制信号的输出，以执行顺向断续通电、高温逆向偏压的量测。

配合图1并参阅图5，所述示波装置3包括一示波器31、一第一电流探棒32、一第二电流探棒33、一第一电压探棒34，及一第二电压探棒35。

所述第一电流探棒32与所述第一电压探棒34耦接于所述二极管以侦测流经所述二极管的电流与所述二极管阳极与阴极两端的电压，所述第二电流探棒33与所述第二电压探棒35电连接所述绝缘栅双极性晶体管以侦测流经所述绝缘栅双极性晶体管的电流与绝缘栅双极性晶体管所述漏极与所述射极两端的电压，当所述绝缘栅双极性晶体管根据所述脉波宽度调变信号导通或不导通时，所述示波器31可通过所述第一电压、电流探棒，第二电压、电流探棒接收相关于如图5所绘示的所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管的电压、电流信息。

所述限流电阻r电连接所述二极管的阴极、所述绝缘栅双极性晶体管的所述漏极，及所述电源供应装置2的所述电压输出端22，所述限流电阻r可避免所述二极管或所述绝缘栅双极性晶体管在通电时因电流或电压突波过大而烧毁。

配合图1并参阅图6，上述本发明通电测试系统的实施例在执行一种元件通电测试方法时，是属于一种分离式元件开关寿命测试(discretedeviceon/offlifetester，dolt)，是以，依序实施一关于提供电压与电流的步骤41、一关于控制开关切换的步骤42、一关于侦测导通时电流信息的步骤43，及一关于侦测不导通时电流信息的步骤44，以同时模拟测试一个双端元件和一个三端元件使用于导通与不导通的工作条件下而开发的验证方法。

所述关于提供电压与电流的步骤41为控制所述电源供应装置2经由所述电流输出端21提供一正向电流到所述二极管的阳极，并经由所述电压输出端22提供一正向电压到所述二极管的阴极与所述绝缘栅双极性晶体管的所述漏极，作为测试所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管的电流、电压。

接着实施所述关于控制开关切换的步骤42，为控制所述电源供应装置2经由所述脉波控制端23提供如图7所绘示的脉波宽度调变信号到所述绝缘栅双极性晶体管的所述栅极，且使所述脉波宽度调变信号n次切换于一使所述绝缘栅双极性晶体管导通的第一准位与一使所述绝缘栅双极性晶体管不导通的第二准位间，n≧1。

举例而言，脉波宽度调变信号所采取的责任周期(dutycycle)为120秒/120秒，即，控制所述绝缘栅双极性晶体管导通与不导通的时间各为120秒，且所述脉波宽度调变信号切换于所述第一准位与所述第二准位间的次数为15000，因此，所述电源供应装置2输出所述脉波宽度调变信号的总时间为1000小时；而责任周期区间与脉波切换次数，即控制所述绝缘栅双极性晶体管于导通与不导通间切换的次数，需视测试需求变更，并不仅局限于此。此外，图8、图9分别为所述绝缘栅双极性晶体管根据所述脉波宽度调变信号切换于导通的第一准位与不导通的第二准位的电流、电压波型。

图10、图11则是分别更详细地说明所述脉波宽度调变信号在所述第一、第二准位时，与所述绝缘栅双极性晶体管的电流、电压波型的相对变化比较，且绘示于二图的波型中，位于上方者(即，图中标示为1者)为所述绝缘栅双极性晶体管的波型变化，位于下方者(即，图中标示为2者)则为所述脉波宽度调变信号的波型变化。

接着实施所述关于侦测导通时电流信息的步骤43，为当所述脉波宽度调变信号处于所述第一准位而使所述绝缘栅双极性晶体管导通时，所述电源供应装置2的所述电流输出端21对所述二极管的阳极与所述绝缘栅双极性晶体管的所述漏极提供一如图12所示的顺向电流，即，顺向断续通电电流，所述示波器31通过所述第一电流探棒32与所述第二电流探棒33分别得到相关于所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管的一第一电流信息，及一第二电流信息。

配合图6并参阅图13，更详细而言，所述关于侦测导通时电流信息的步骤43还进一步地包括一关于侦测第一电流信息与第二电流信息的子步骤431，及一关于接收第一电流信息与第二电流信息的子步骤432。

所述关于侦测第一电流信息与第二电流信息的子步骤431为当所述绝缘栅双极性晶体管导通时，首先由所述第一电流探棒32侦测流经所述二极管的电流而得到所述第一电流信息，并由所述第二电流探棒33侦测流经所述绝缘栅双极性晶体管的电流而得到所述第二电流信息。所述关于接收第一电流信息与第二电流信息的子步骤432为再由所述示波器31分别接收来自所述第一电流探棒32的所述第一电流信息，与来自所述第二电流探棒33的所述第二电流信息，并将二者转换显示于荧幕上。

需进一步说明的是，在所述绝缘栅双极性晶体管导通的瞬间，所述电源供应装置2的所述电流输出端21所提供的顺向电流会有较大的突波，因此，实施所述关于侦测导通时电流信息的步骤43时，还可侦测所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管在导通瞬间时所能承受的过载电气应力。

参阅图6，最后执行所述关于侦测不导通时电压信息的步骤44，当所述脉波宽度调变信号处于所述第二准位而使所述绝缘栅双极性晶体管不导通时，所述电源供应装置2的所述电压输出端22对所述二极管的阳极与所述绝缘栅双极性晶体管的所述漏极提供一如图14所示的逆向电压，即，高温逆向偏压，所述示波器31通过所述第一电压探棒34与所述第二电压探棒35分别得到相关于所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管的一第一电压信息，及一第二电压信息。

配合图6并参阅图15，更详细地说，所述关于侦测不导通时电压信息的步骤44还进一步地包括一关于侦测第一电压信息与第二电压信息的子步骤441，及一关于接收第一电压信息与第二电压信息的子步骤442。

所述关于侦测第一电压信息与第二电压信息的子步骤441为当所述绝缘栅双极性晶体管不导通时，首先由所述第一电压探棒34侦测所述二极管的跨压而得到所述第一电压信息，并由所述第二电压探棒35侦测所述绝缘栅双极性晶体管的跨压而得到所述第二电压信息。

所述关于接收第一电压信息与第二电压信息的子步骤442为再由所述示波器分别接收来自所述第一电压探棒34的所述第一电压信息，与来自所述第二电压探棒35的所述第二电压信息。

需再说明的是，当所述绝缘栅双极性晶体管不导通时，所述电源供应装置2的所述电压输出端22所供应的电压对所述二极管的阳极而言为逆向偏压，因此以所述第一电压信息而言，主要是侦测所述二极管在长时间的逆偏条件下，所能承受的温度与电压应力。

上述本发明通电测试系统的实施例，以及采用所述实施例而执行的元件通电测试方法，主要是通过所述电源供应装置以脉波宽度调变信号控制所述绝缘栅双极性晶体管导通或不导通，进而于导通或不导通间同时对所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管提供电流或电压，使所述示波装置可同时侦测所述二极管与所述绝缘栅双极性晶体管的电流、电压相关信息，改善二极管与绝缘栅双极性晶体管无法同时测试的限制并使产品交期可提前，进而达到预期之功效。

综上所述，本发明的优点在于：

一、通过所述电源供应装置与所述双端元件、所述三端元件三者的电连接方式，并利用所述三端元件受电压准位不同控制而产生的元件特性，可同时对所述双端组件与所述三端元件提供测试电流或测试电压；及

二、通过所述示波装置，在所述三端元件导通与不导通时，可同时量测相关于所述双端元件与所述三端元件的电流、电压信息，节省双端元件与三端元件需分别测试的时间，因而使产品交期提前，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。