专利名称：半导体元件的特性试验装置和半导体元件的特性试验方法
技术领域：
本发明涉及半导体元件的特性试验装置和使用该装置进行的包括绝缘强度(耐 性)试验的特性试验方法，其对于具有T03P型等的树脂密封部的半导体元件，能够在进行现 有的特性试验的同时进行半导体芯片收纳于树脂密封部的半导体元件的树脂密封部的绝缘检查。
背景技术：
作为半导体元件的特性试验，有作为静特性试验的漏电流特性试验、耐压特性试 验等，作为动特性试验有L负载试验、开关试验等。
图11是全模塑型(Full mold type)的IGBT20的结构图，图11 (a)是正面图，图11(b)是侧面图。该IGBT (绝缘栅型双极晶体管)是的上表面、下表面和侧面的全部面被 树脂密封的全模塑型的IGBT20。例如是T0-3PF型的树脂模制品。
在作为金属基板的模片部21上焊接IGBT芯片22的背面23的未图示的集电极， 在该模片部21连接由引线框架形成的集电端子24a。IGBT芯片22的发射电极25和栅极 电极垫(焊盘)26分别经由结合接线27与由引线框架形成的发射端子24b、栅极端子24c连 接。模片部21、半导体芯片22、结合接线27和各端子24a、24b、24c的根部位置成为被树脂 密封的树脂密封部28。各端子24a、24b、24c从树脂密封部28露出。该树脂密封对模片部 的上表面、下表面、侧面的全部面进行，因此被称为全模塑型。该IGBT20在树脂密封部28 的背面28a安装冷却翅片(fin)而使用。
图12是说明图11所的全模塑型的IGBT20的树脂密封部的绝缘强度试验的图。该 绝缘强度试验假设在全模塑型的IGBT20的模片部21的背面23侧的树脂密封部28设置未 图示的冷却翅片而使用的情况，为了研究模片部21的背面23侧的树脂密封部28的绝缘强 度而进行。
该绝缘强度试验装置500具有交流电压施加部71和与IGBT20的树脂密封部28 接触的电压施加器具72 (此处表示电极)。在该电压施加器具72设置IGBT20。利用导电 体53使IGBT20的集电端子24a、发射端子24b、栅极端子24c相互短路，从交流电压施加部 71向集电端子24a与电压施加器具72之间施加规定期间(例如I分钟左右)的超过1000V 的高电压(一般是2kV以上的交流电压)，判定IGBT20的树脂密封部28是否绝缘破坏。
对于量产中的绝缘强度试验进行说明。利用导电体53使全模塑的T0-3PF型的 IGBT20的各端子24a、24b、24成为短路状态，使得这些端子全部为同电位(在图中直接利用 导电体53使各端子24a、24b、24c短路，但是实际上使与这些端子24a、24b、24连接的试验 探头短路)。之后将树脂密封部28设置于电压施加器具(夹具)72，与树脂密封部28的全部 的面接触。之后，对电压施加器具72与集电端子24a间施加规定时间的高电压，测定漏电 流。通过检测出漏电流的异常增大或规定值以上的电流值来进行树脂密封部28的绝缘不 良的判定。这样，在绝缘强度试验中需要用于施加超过1000V的高电压(一般为2kV以上的 交流电压)的电源、电压施加器具(电极)等，因此需要仅进行绝缘强度试验的专用的试验装
但是，在与端子24b、24c连接的结合接线27从IGBT20的树脂密封部28的正面28a 露出的情况下，也判定为绝缘不良。这是因为，在利用导电体53将各端子24a、24b、24c短 路，集电端子24a和结合接线27为同电位的状态下，当电压施加器具72与结合接线27接 触时，电压施加器具72与各端子24a、24b、24c经由结合接线短路。
此外，例如结合接线27的周围以未填充树脂密封部28的状态被覆盖时，如果与树 脂密封部28的表面28a的距离T短，则也还是会判定为绝缘不良。
这样，在对树脂密封部28的正面侧进行绝缘强度(耐性)试验时，需要设置与树脂 密封部的形状匹配的电压施加器具，使用仅进行绝缘强度试验的专用的试验装置。
接着，图13是安装有冷却翅片的半模塑的T0-3P型的IGBT的结构图，图13 (a) 是正面图，图13 (b)是插上冷却翅片之前的各部的侧面图，图13 (c)是IGBT自身的背面 图。该半模塑的T0-3P型的IGBTlO中，模片部11的背面I la、各端子13a、13b、13c从树脂 密封部15露出。
与图11的不同点是，模片部11的背面Ila的大多数部分从树脂密封部15露出。 IGBT芯片12的背面的集电极(未图示)利用钎焊(焊料，未图示)与模片部11接合。因此， 如图13所示，通常在使用该类型的IGBTlO的情况下，在模片部11的背面Ila隔着期望的 绝缘强度的绝缘板31利用螺栓33和螺母34固定冷却翅片32。因此，冷却翅片32和模片 部11的绝缘通过具有期望的绝缘强度的绝缘板31实现。
此外，IGBTlO的模片部11从树脂密封部15露出，因此即使要使用图12所示的电 压施加器具72进行绝缘强度试验，由于电压施加器具72与模片部11接触，电压施加器具 72和与模片部11连接的集电端子13a之间成为短路状态，不能够施加电压，不能够进行绝缘强度试验。
此外，具有图13的T0-3P型的树脂密封部15的IGBTlO在模片部11的背面Ila 贴合绝缘板31，经由该绝缘板31利用螺栓固定冷却翅片32，因此结合接线14与树脂密封 部15的表面15a之间的绝缘强度(耐量)并非必需。
近年来，为了使冷却翅片32的成本降低并使其安装变得容易，开始使用夹持式冷 却翅片41。
图14是插着夹持式冷却翅片35的IGBTlO的结构图，图14 Ca)是正面图，图14 (b)是侧面图。
以夹持式冷却翅片35夹着IGBTlO的树脂密封部15的正面15a和露出的模片部 11的背面11a，IGBT芯片12产生的热量从夹持式冷却翅片35散发。与图13的现有的冷 却翅片32相比，安装极为简单，冷却翅片35本身成本也低。
此外，在专利文献I中，公开了对与树脂模内的金属线(接线)连接的引线与密封树 脂之间施加试验电压，检测漏电流，进行密封状态是否良好的判定的内容。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004 - 271245号公报 发明内容
发明要解决的问题
但是，带有图14的夹持式冷却翅片35的T0-3P型的IGBT10，在图15所示的结合 接线14与树脂密封部15的表面15a之间存在没有填充密封树脂的区域、距离P较短的情 况下，在此间可能产生树脂密封部15的绝缘破坏。
为了对IGBTlO的树脂密封部15的绝缘强度进行试验，使用上述专用的绝缘强度 试验装置500时，集电端子13a和电压施加器具72成为相同电位，不能够施加试验电压。因 此，现有技术中对于具有T0-3P型的树脂密封部15的IGBTlO不进行绝缘强度试验就出厂。
此外，在利用绝缘板使从树脂密封部15露出的模片部11的背侧Ila绝缘，使用专 用的绝缘强度试验装置500进行绝缘强度试验的情况下，需要将作为试验试件的IGBTlO设 置于绝缘强度试验装置500的时间，试验成本增大。此外，当将该专用的绝缘强度试验装置 500组装于自动试验线时，自动试验线的占用面积变大。而且，需要购入高价的专用的绝缘 强度试验装置500。
此外，在专利文献I中，对于在引线端子与树脂密封部之间施加进行通常的特性 试验时的试验电压，在进行特性试验的同时也进行树脂密封部的的绝缘强度试验的内容没 有任何记载。
本发明的目的在于提供一种半导体元件的特性试验装置和使用该装置的半导体 元件的特性试验方法，其能够解决上述问题，在树脂箱体内收纳有半导体芯片的半导体元 件中，使树脂密封部的绝缘强度试验与其它特性试验同时进行，能够减少试验成本，能够减 少特性试验装置整体的占用面积。
用于解决问题的技术手段
为了达成上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种半导体元件的特性试验装 置，上述半导体元件包括半导体芯片；该半导体芯片的背面的高电位电极所连接的导电 体；与该导电体连接的高电位端子；通过连接导体与上述半导体芯片的低电位侧电极连接 的低电位端子；通过连接导体与上述半导体芯片的控制电极连接的控制端子；和树脂密封 部，其覆盖上述导电体的正面、上述半导体芯片、上述连接导体，该半导体元件的特性试验 装置包括与上述高电位端子、上述低电位端子、上述控制端子的各端子分别接触的试验探 头；经由上述试验探头向上述高电位端子、上述低电位端子、上述控制端子的各端子施加规 定的电压的电压施加单元；检测单元，其经由上述试验探头检测上述高电位端子、上述低电 位端子、上述控制端子的各端子的电压和电流中的至少一个；根据上述检测结果评价上述 半导体元件的特性的评价单元；与上述树脂密封部的正面接触的试验电极；和将该电极与 上述半导体元件的高电位端子连接的连接部件，使上述试验探头与上述高电位端子、上述 低电位端子、上述控制端子的各端子接触，使上述电极与上述密封树脂部分别接触，利用上 述电压施加单元施加规定的电压，上述评价单元基于上述检测值评价上述半导体元件的静 特性或动特性中的至少一个，并且评价上述密封树脂部的绝缘强度。
此外，根据本发明的第二方面，在第一方面记载的发明中，上述连接部件可以是对 上述电极和与上述高电位端子接触的试验探头之间进行连接的导线。
此外，根据本发明的第三方面，在第一方面记载的发明中，上述连接部件可以使上 述电极与上述导电体也直接接触。
此外，根据本发明的第四方面，在第一方面到第三方面中任一项所记载的发明中，上述电极可以由弹性体支承。
此外,根据本发明的第五方面，在第一方面记载的发明中，可以将导电性的夹持电 极安装于上述半导体元件，其中，该夹持电极从树脂密封部的正面侧和上述导电体的背面 侧弹性地夹着上述半导体元件，以该夹持电极代替上述电极和上述连接部件。
此外，根据本发明的第六方面，在第一方面记载的发明中，上述静特性试验是漏电 流特性试验、耐压特性试验中的至少一个，上述动特性试验是L负载强度(耐性)试验。
此外，根据本发明的第七方面，提供一种半导体元件的特性试验方法，其使用第一 方面到第六方面中任一项所记载的半导体元件的特性试验装置进行，该半导体元件的特性 试验方法至少在上述高电位电极与上述低电位电极之间施加上述半导体元件的额定电压 以上的电压，与半导体元件的静特性试验、动特性试验中的至少一个同时地进行树脂密封 部的绝缘强度试验。
发明效果
根据本发明，能够使用漏电流试验、耐压特性试验、L负载试验等的特性试验装置 进行树脂密封部的绝缘强度试验。
即使是模片部的背面从树脂密封部露出的半导体元件也能够进行树脂密封部的 绝缘强度试验。
能够使用特性试验装置同时进行树脂密封部的绝缘强度试验，因此能够减少试验 成本。
图1是本发明的第一实施例的半导体元件的特性试验装置100的主要部分结构 图，Ca)是主要部分侧面图，(b)是从箭头A观察(a)而得的主要部分上面图。
图2是本发明的特性试验装置100的主要部分截面图，(a)是试验前的状态图，(b) 是试验中的状态图。
图3是本发明的第二实施例的半导体元件的特性试验方法的试验工序图。
图4是接着图3的本发明的第二实施例的半导体元件的特性试验方法的试验工序 图。
图5是接着图4的本发明的第二实施例的半导体元件的特性试验方法的试验工序 图。
图6是使用本发明的漏电流特性试验装置IOOa进行漏电流特性试验时的施加电 压波形图。
图7是作为本发明的特性试验装置100的一个的L负载特性试验装置IOOb的主 要部分结构图。
图8是构成图7的L负载特性试验装置IOOb的L负载特性试验机60b的电路图 和动作波形图，Ca)是电路图，(b)是动作波形图。
图9是本发明的第三实施例的半导体元件的特性试验装置200的主要部分截面 图。
图10是本发明的第四实施例的半导体元件的特性试验装置300的主要部分截面 图。
图11是全模塑型的IGBT20的结构图，图11 Ca)是正面图，图11 (b)是侧面图。
图12是说明图11的IGBT的树脂密封部的绝缘强度试验的图。
图13是安装有冷却翅片的半模塑的T0-3P型的IGBT的结构图，(a)是正面图，(b) 是插入冷却翅片之前的各部分的侧面图，(c)是IGBT自身的背面图。
图14是插有夹持式冷却翅片35的IGBTlO的结构图，Ca)是正面图，(b)是侧面图。
图15是说明由结合接线14和树脂密封部15产生绝缘破坏的情况的图。
附图标记说明
Ulb,72电压施加器具
2 接线
3 电极
4 弹簧
5电极承受部
6电极支承部
10 IGBT (T0-3P 型)
11模片部
Ila 背面
12 IGBT 芯片
13a集电端子
13b发射端子
13c栅极端子
14结合接线
15树脂密封部
15a 表面
20 IGBT (T0-3PF)
51输送轨道
52绝缘板
53 气缸
54 筒
55支柱部
56探头支承部
57探头固定部
58试验探头(总称)
58a试验探头(与集电端子连接)
58b试验探头(与发射端子连接)
58c试验探头(与栅极端子连接)
59端子台
60特性试验机
60a漏电流特性试验机
60b L负载特性试验机
61电源/主电路部
62特性评价部
71交流电压施加部
100、200、300本发明的半导体元件的特性试验装置
IOOa本发明的漏电流特性试验装置
IOOb本发明的L负载特性试验装置
500专用的绝缘强度试验装置
600半导体元件的特性试验部具体实施方式
利用以下的实施例说明实施方式。以下所示的图是示意图。使用与IGBTlO的各 端子(集电端子13a、发射端子13b、栅极端子13c)分别连接的试验探头58a、58b、58c，详细 情况在各实施例中进行详细叙述。试验探头58a、58b、58c分别以多根(例如3根)为一组的 方式构成，多根中的一根用于电流、电压等的检测，剩下(例如3根中的2根(在通电电流小 时也可以为I根))用于主电路连接。
为了避免图示变得复杂，以下所说明的各例(各图)中与集电端子13a、发射端子 13b、栅极端子13c连接的试验探头58a、58b、58c分别以一根为代表进行表示。
此外，在以下的实施例中，IGBTlO以图13中说明的半模塑型的例子进行说明。图 13所示的IGBTlO中，作为半导体芯片的正面电极(发射电极、栅极电极)与发射端子13b、栅 极端子13c之间的连接导体使用接线14。连接导体除了接线之外还可以使用由金属小片 形成的连接子。以下的实施例对于在连接导体中使用接线或连接子的任一方的情况都能够 适用。但是，利用接线14进行连接的话，如图13 (b)所示，接线14存在于接近树脂密封部 15的表面的位置，因此容易使得绝缘强度的问题变得显著。由此在使用接线的封装中特别 有效。
(实施例1)
图1是本发明的第一实施例的半导体元件的特性试验装置100的主要部分结构 图，图1 (a)是主要部分侧面图，图1 (b)是从箭头A观察图1 (a)的主要部分上面图。该 特性试验装置100在进行特性试验的同时进行半导体元件(例如T0-3P型的IGBT10)的树 脂密封部15的绝缘强度试验，具有电压施加器具I。
在图1 (a)中，600是特性试验装置100的内部的特性试验部。以自动试验线为 例进行说明。被树脂密封的IGBTlO在自动试验线的输送轨道51上例如从图1 (a)的纸面 内侧向跟前方向输送，从图1 (b)的纸面上方向下方输送。输送机构的详细内容与本发明 没有直接关系因此省略图示。在该输送轨道51的进行IGBTlO的试验的位置配置有绝缘件 52。
特性试验部600在与作为半导体元件的IGBTlO的各端子(集电端子13a、发射端子 13b、栅极端子13c)对应的位置设置有试验探头58a、58b、58c (例如也被称为接触指)。而 且具有支承各试验探头58的探头支承部56 (例如被称为支承管)；使该探头支承部56上 下移动的气缸53的筒54 ;支承探头支承部56的支柱部55 ;对各端子进行定位固定的探头固定部57 ;输出施加电压的电源/主电路部61 ;根据利用各探头检测出的值(电流、电压) 对IGBTlO的各特性进行测定评价的特性评价部62。由电源/主电路部61和特性评价部 62构成特性试验单元60。该特性试验单元60经由试验探头58 (58a、58b、58c)与IGBTlO 的端子13 (13a、13b、13c)分别连接。
电压施加器具I包括电极支承部6、固定于该电极支承部6的电极承受部5、收纳 于该电极承受部5的电极3。如后所述，电极3与探头58a电连接。
此外，电极3与IGBTlO的树脂密封部15接触，但是优选采用能够可靠地与IGBTlO 的树脂密封部15接触，而且在接触时不会在树脂密封部15留下接触痕迹的结构。例如，如 果与树脂密封部15面接触则优选是不留下接触痕迹的结构。例如，采用电极3与IGBTlO 的树脂密封部15弹性接触的结构即可。在本实施例中，由弹簧4将电极3弹性地支承(悬 吊支承)于电极承受部5。
此外，电极3用于试验IGBTlO的树脂密封部15的绝缘强度，因此要求与树脂密 封部15均匀接触。此外，电极3由具有导电性且难以磨耗的材料构成即可。例如，可以由 多个弹簧支承块状的导电部件(铜块、碳块等)。采用将块状的金属部件分割为多个，使得更 能够跟踪树脂密封部15的形状(相对输送轨道面的倾斜等)，以弹簧分别进行支承的结构即 可(参照图1 (b))。
电极支承部6固定于上述气缸53的筒54,与试验探头58同时上下移动。因此,通 过将电极支承部6、承受部5的至少一方由绝缘材料形成,能够避免对气缸53、筒54等施加 不需要的电位。
此外，需要将电极3与试验探头58a电连接。可以利用导线直接连接电极3和试 验探头58a，但为了以对树脂密封部15的形状有良好的跟踪性的方式支承电极3或者为了 使电极3的维护性良好，要避免将电极3与导线直接连接。在本实施例中，采用下述结构 以导电性的部件形成电极承受部5和弹簧4，由接线2 (导线)将电极承受部5与试验探头 58a连接，该试验探头58a在特性测定时与集电端子13a连接(接触)。
图2是本发明的特性试验装置100的主要部分截面图，图2 Ca)是试验前的状态 图，图2 (b)是试验中的状态图。在图2中，试验探头58 (例如被称为接触指)被施以用于 与特性试验机60 (不包含试件测定器具)连接的电配线(导线，接线)。此外，作为半导体元 件举出具有T0-3P型的树脂密封部的IGBTlO为例。
图2(a)表示IGBTlO试验前的状态即输送状态、定位状态。试验探头58从IGBTlO 的各端子13a、13b、13c离开。此外，金属制电极3也从IGBTlO的树脂密封部15离开。这 是因为使试验探头58上下移动的支承部56被气缸53的筒54上推。此外，电极支承部6 也被上推，与电极3同步地从树脂密封部15离开。在该状态下能够不损伤IGBTlO地进行输送。
端子台59在试验探头58与IGBTlO的端子13接触时，从反面(背面)侧支承端子 13的接触位置附近。通过以端子台59支承端子13，能够防止由于试验探头58与端子13的 上表面(正面)接触时的加压力而导致各端子弯曲。此外，通过由试验探头58和端子台59 夹持IGBTlO来固定IGBT10。
输送轨道51是金属制造的，在测定位置载置有绝缘件52，因此载置IGBT芯片12 的模片部11与输送轨道绝缘。
图2 (b)表示IGBTlO被试验的状态。当IGBTlO移动至测定位置时，气缸53的筒 54下降,支承部56下降,被支承部56支承的各试验探头58a、58b、58c与各端子13a、13b、 13c接触。
此外，与此同步地，电极支承部6也下降，因此用于试验树脂密封部15的绝缘强度 的电极3也与树脂密封部15接触。
电极3经由接线2与连接于集电端子13a的试验探头58a连接。
本发明的特性试验装置100在特性试验部600中进行漏电流特性试验、耐压特性 试验、图7所示的L负载特性试验等静特性、动特性试验。
本发明的特性试验装置100采用在上述特性试验装置设置电压施加器具I (电极 3)，将该电极3与连接于被施加高电压的IGBTlO的集电端子13a的试验探头58a连接的结 构。因此，使电极3与IGBTlO的树脂密封部15接触，经由试验探头58a、58b对IGBTlO的 集电端子13a与发射端子13b间施加高电压，由此能够同时进行树脂密封部15的绝缘强度 试验和其它特性试验。
因此，不需要专门设置仅进行绝缘强度试验的试验装置，能够减少具有多个的特 性试验装置的占用面积。
此外，因为同时进行树脂密封部15的绝缘强度试验和其它特性试验，所以与分开 进行各个试验的情况相比能够减少试验成本在。
此外，通过在T0-3P型等树脂密封部从模片部的背面露出的IGBT中也使用本特性 试验装置，能够价廉地进行树脂密封部的绝缘强度试验。
此外，作为特性试验，以在IGBTlO的额定电压(或超过额定电压的电压)下进行试 验的特性试验作为对象，如果在该特性试验中判定绝缘强度良好，则在额定电压以下的电 压下使用的顾客的使用电路中不会发生绝缘不良的问题。
通过实施上述绝缘强度试验，能够防止具有使用夹持式冷却翅片的树脂密封部15 的IGBTlO等半导体元件在实际动作中由于树脂密封部15的绝缘不良而破坏。
此外，如上所述，在现有的T0-3P型的IGBTlO的通常的使用方法中，不对树脂密封 部的正面侧施加高电压，因此不进行绝缘强度试验。但是，对于树脂密封部15的伤痕或凹 陷，外观检查员通过目视进行检查，认为存在外观不良的问题。
但是，通过使用本发明的特性试验装置100，能够利用电特性可靠地检测出树脂密 封部的正面侧的绝缘不良问题，因此能够可靠地排除虽然如上所述通过了外观检查但是在 安装夹持式冷却翅片时产生绝缘不良问题的IGBT。
此外，能够将通过本发明的特性试验方法发现的绝缘不良问题反馈给前工序，并 反映在制造设备的管理基准的修改、操作顺序的修改等产品品质的提高中。
此外，在本发明的特性试验装置100中，如果在一般的静特性试验(DC测试)、动特 性试验的项目中存在绝缘破坏，则当然判定为存在绝缘不良问题。
此外，由本发明的特性试验装置100进行试验的半导体元件，以T0-3P型这样的固 定半导体元件12的模片部11的一部分从树脂密封部15露出的情况为例，但也能够应用于 全模塑型的半导体元件。在该情况下电压施加器具I需要是对背面侧的树脂密封部也施加 电压的器具。
接着，针对同时进行作为特性试验的一个的漏电流特性试验、绝缘强度试验的顺序，说明本发明。
(实施例2)
图3 图5是按工序顺序说明本发明的第二实施例的半导体元件的特性试验方法 的试验工序图。其中，图中的61a是产生施加于IGBTlO的试验电压的电源/主电路部，62a 是检测、测定、评价IGBTlO的漏电流的特性评价部。
该半导体元件是例如具有T0-3P型的树脂密封部的IGBT，是作为图1的特性试验， 同时进行漏电流特性试验和绝缘强度试验的特性试验方法。
首先，在图3中，在载置在输送轨道51上的绝缘件52上载置作为试验试件的具有 T0-3P型的树脂密封部15的IGBT10。
在漏电流特性试验机60a的电源/主电路部61b设置有使连接于栅极端子13c的 试验探头58c与连接于发射端子13b的试验探头58b短路的开关SW。此时开关SW为打开 的状态。
接着，在图4中，关闭开关SW，使与发射端子13c与栅极端子13b连接的试验探头 58c,58b短路。之后使用固定于气缸53的筒54的支柱部55和电极支承部6，使各试验探 头58a、58b、58c和电极3下降，使各个试验探头58a、58b、58c与IGBTlO的集电端子13a、发 射端子13b、栅极端子13c接触，同时使电极3与IGBTlO的树脂密封部15接触。
接着，在图5中，因为开关SW为关闭的状态，所以栅极端子13c与发射端子13b(发 射电极)短路。从漏电流特性试验机60a向集电端子13a与发射端子13b之间施加IGBTlO 的高电压，由特性评价部62a对IGBTlO的漏电流进行检测、测定、评价。此时，同时对电极 3也施加高电压，该高电压例如为1250V，使用IGBTlO的额定电压。该电压也在连接于发射 电极12b、栅极垫12c的结合接线14与电极3之间施加。即，对于树脂密封部15也经由电 极3施加上述高电压。
此处，在接线14异常接近树脂密封部15的正面侧的表面或从树脂密封部15露出 时，对于接线14的绝缘强度不足或缺失。当经由电极3向此处施加上述高电压时，在电极 3与接线14之间流过电流。如果树脂密封部的绝缘强度正常则该电流不流动，因此如果检 测到在电极3与接线14之间流过异常的电流，则能够检测出覆盖结合接线14的树脂密封 部15的绝缘不良问题。即，能够同时进行漏电流试验和绝缘强度试验。
图6是使用本发明的漏电流特性试验装置IOOa进行漏电流特性试验时的施加电 压波形图。使用构成漏电流特性试验装置IOOa的漏电流特性试验机，例如使施加于IGBTlO 的集电端子13a与发射端子13b之间的电压阶段性地上升，在达到规定电压(额定电压此 处为1250V)的阶段(B点)下降。该电压也施加于树脂密封部15。当在树脂密封部15存 在绝缘不良位置时，在规定的电压以下(1200V)漏电流异常上升。检测出该漏电流的异常 上升，使施加电压下降(C点)，判定IGBTlO的树脂密封部15存在绝缘不良问题。在树脂密 封部15不存在绝缘不良位置的情况下，在检测出漏电流的异常上升或超过规定值的值的 情况下，判定为漏电流存在不良问题。另外，有时不使上述施加电压阶段性上升，而是一直 上升至到达电压。
图7是作为本发明的特性试验装置100的一个的L负载特性试验装置IOOb的主 要部分结构图。其中，图中的61b是在IGBTlO中流过主电流的的电源/主电路部。此外， 图中的62b是对IGBTlO的集电电压、集电电流进行检测、测定、评价的特性评价部。
图8是构成图7的L负载特性试验装置IOOb的L负载特性试验机60b的主电路 图和动作波形图，图8 (a)是主电路图，图8 (b)是动作波形图。图7中没有表示特性评价 部62b的电路。
L负载特性试验机60b的的电源/主电路部61b具有作为负载的电感L和电源E (E也用作电源电压)。另外，在该例中，作为试验对象的元件是组入有M0SFET10’的电路。 试验方法是，在M0SFET10’的栅极施加规定的栅极电压，使M0SFET10’导通，从电源E经由 电感L向IGBTlO流过集电电流Ic。利用该电流在电感L积蓄能量。接着，使M0SFET10’断 开，阻断漏极电流Id。由M0SFET10消耗蓄积在电感L中的能量。
此时M0SFET10’的漏极电压Vd上跳至雪崩电压(参照图8 (b))。该雪崩电压被维 持至蓄积于电感L中的能量消失。在能量被消耗之后，漏极电压Vd成为电源电压E。在不 能够维持该雪崩电压的情况下判定M0SFET10’存在不良问题。
在如上所述进行L负载特性试验时，对电极3也施加电源电压E或雪崩电压。
此处，在接线14异常接近树脂密封部15的正面侧的表面或从树脂密封部15露出 时，对于接线14的绝缘强度不足或缺失。当经由电极3向此处施加上述电源电压E或雪崩 电压时，在电极3与接线14之间流过电流。如果树脂密封部的绝缘强度正常则该电流不流 动，因此如果检测到在电极3与接线14之间流过异常的电流，则能够检测出覆盖结合接线 14的树脂密封部15的绝缘不良问题。即，能够同时进行L负载特性试验和绝缘强度试验。
这样，利用蓄积于电感负载的能量，在MOSFET断开时，漏极电压Vd上跳至雪崩电 压。该雪崩电压施加于树脂密封部15，因此也能够同时进行树脂密封部15的绝缘强度试 验。
另外，在作为试验对象的元件使用IGBTlO时，需要与图8 Ca)的电感L并联地连 接二极管D。二极管D用于在断开IGBTlO时，使蓄积于电感L的能量返流，阴极与电源E侧 连接，阳极与IGBTlO侧连接。于是，当IGBTlO断开时，蓄积于电感L的能量返流至二极管 D，被二极管D的正向电压降消耗。
此时，对IGBTlO的集电极施加电源电压E，对电极3也施加电源电极E。在接线14 异常接近树脂密封部15的正面侧的表面或从树脂密封部15露出时，对于接线14的绝缘强 度不足或缺失。当经由电极3向此处施加上述电源电压E时，在电极3与接线14之间流过 电流。如果树脂密封部的绝缘强度正常则该电流不流动，因此如果检测到在电极3与接线 14之间流过异常的电流，则能够检测出覆盖结合接线14的树脂密封部15的绝缘不良问题。 即，能够同时进行L负载特性试验和绝缘强度试验。
(实施例3)
图9是本发明的第三实施例的半导体元件的特性试验装置200的主要部分截面 图。图9的特性试验装置200与图1的特性试验装置100的不同之处在于，使电压施加器 具I与集电电极13a的连接为，使构成该电压施加器具I的电极3的一部分与搭载有IGBT 芯片12的从树脂密封部15露出的模片部11在G部接触。通过采用该结构，不需要连接集 电端子13a和电压施加器具I的接线2。此时也能够得到与上述同样的效果。
(实施例4)
图10是本发明的第四实施例的半导体元件的特性试验装置300的主要部分截面 图。图10的特性试验装置300与图9的特性试验装置200的不同之处在于，使电压施加器具I为夹持式电压施加器具la，夹持IGBTlO的上表面的树脂密封部15和下表面的模片部 11的背面。通过采用该结构，图1的特性试验装置100必需的绝缘制成电极支承部6、金属 制造承受部5不再需要，仅将金属制造电极3代替为夹持式电压施加器具la。但是，在夹持 式电压施加器具Ia需要另外设置夹持IGBTlO的装置和折卸装置。在没有这些装置时，可 以人工进行电压施加器具Ia的装卸。在本实施例的情况下也能够得到与上述实施例同样 的效果。
另外，在上述实施例1 实施例4中作为半导体元件以具有T0-3P型的树脂密封 部15的IGBTlO为例，但是具有T0-220P型的树脂密封部的IGBT、IGBT以外的MOSFET和二 极管等也能够应用本发明。
权利要求
1.一种半导体元件的特性试验装置，所述半导体元件包括半导体芯片；该半导体芯片的背面的高电位电极所连接的导电体；与该导电体连接的高电位端子；通过连接导体与所述半导体芯片的低电位侧电极连接的低电位端子；通过连接导体与所述半导体芯片的控制电极连接的控制端子；和树脂密封部，其覆盖所述导电体的正面、所述半导体芯片、所述连接导体，该半导体元件的特性试验装置的特征在于包括与所述高电位端子、所述低电位端子、所述控制端子的各端子分别接触的试验探头；经由所述试验探头向所述高电位端子、所述低电位端子、所述控制端子的各端子施加规定的电压的电压施加单元；检测单元，其经由所述试验探头检测所述高电位端子、所述低电位端子、所述控制端子的各端子的电压和电流中的至少一个；根据所述检测结果评价所述半导体元件的特性的评价单元；与所述树脂密封部的正面接触的试验电极；和将该电极与所述半导体元件的高电位端子连接的连接部件，使所述试验探头与所述高电位端子、所述低电位端子、所述控制端子的各端子接触，使所述电极与所述密封树脂部分别接触，利用所述电压施加单元施加规定的电压，所述评价单元基于所述检测值评价所述半导体元件的静特性或动特性中的至少一个， 并且评价所述密封树脂部的绝缘强度。
2.如权利要求1所述的半导体元件的特性试验装置，其特征在于所述连接部件是对所述电极和与所述高电位端子接触的试验探头之间进行连接的导线。
3.如权利要求1所述的半导体元件的特性试验装置，其特征在于所述连接部件使所述电极与所述导电体也直接接触。
4.如权利要求1 3中任一项所述的半导体元件的特性试验装置，其特征在于所述电极由弹性体支承。
5.如权利要求1所述的半导体元件的特性试验装置，其特征在于 将导电性的夹持电极安装于所述半导体元件，其中，该夹持电极从树脂密封部的正面侧和所述导电体的背面侧弹性地夹着所述半导体元件，以该夹持电极代替所述电极和所述连接部件。
6.如权利要求1所述的半导体元件的特性试验装置，其特征在于所述静特性试验是漏电流特性试验、耐压特性试验中的至少一个，所述动特性试验是L 负载强度试验。
7.一种半导体元件的特性试验方法，其使用权利要求1 6中任一项所述的半导体元件的特性试验装置进行，该半导体元件的特性试验方法的特征在于至少在所述高电位电极与所述低电位电极之间施加所述半导体元件的额定电压以上的电压，与半导体元件的静特性试验、动特性试验中的至少一个同时地进行树脂密封部的绝缘强度试验。
全文摘要
本发明提供一种半导体元件的特性试验装置和半导体元件的特性试验方法，其在对半导体芯片进行树脂密封的半导体元件中，同时进行树脂密封部(15)的绝缘强度试验和其它特性试验，能够减少试验成本，减少特性试验装置整体的占用面积。使用于对绝缘强度进行试验的电压施加器具(1)与半导体元件的树脂密封部(15)接触，对该电压施加器具(1)施加在静特性试验或动特性试验中施加的高电压，由此在进行特性试验(漏电流试验、耐压特性试验、L负载试验等)的同时进行树脂密封部(15)的绝缘强度试验。
文档编号G01R31/12GK102998606SQ20121033329
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月10日 优先权日2011年9月8日
发明者山本浩 申请人:富士电机株式会社