一种功率半导体测试设备及其结构设计方法

本发明涉及半导体，尤其涉及一种多个电性能测试功能被高密度集成在单一设备里的功率半导体测试设备。

背景技术：

1、电性能测试是功率半导体开发的重要环节，不同的电性能需要不同的设备或者不同的测试模块来进行。为了完成整个电性能参数的测试不得不在不同的设备或者测试模块之间切换，但是对于当前的功率半导体测试设备而言，在进行功率半导体的电性能测试时，切换各测试模块很麻烦和耗时。以是德科技(keysight)的1505测试设备为例，功率半导体的i/v电性能测试和c/v电性能参数采用不同的测试模块，相互之间切换时需要手动更换电性能参数测试模块，电性能参数测试模块和主控模块在物理结构上未实现完全的集成，所占用的空间较大。

2、为了减小不同电性能参数测试切换时的繁琐操作和提高测试设备的集成度和空间布局密度，急需开发一种能将主控单元和电性能参数测试模块单元高密度集成为一体并通过算法实现不同电性能参数测试功能选择的测试设备。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术的一个或多个技术问题，本发明提出了一种具有高密度集成特征的功率半导体测试设备及其结构设计方法。

2、根据本发明一实施例提出了一种功率半导体测试设备，其特征在于，包括：机壳，包括布局于所述机壳侧面的设备显示界面、输入信号触控板、冷却用通风孔、电源接口和通讯接口；主控模块，位于所述机壳的腔体内部且与所述机壳的底面平行；并列的多个电性能参数测试模块，位于所述主控模块的上表面且均垂直于所述主控模块，所述并列的多个电性能参数测试模块均包含了测试电路拓扑结构，所述并列的多个电性能参数测试模块的测试电路拓扑结构彼此不相同，所述并列的多个电性能测试模块包括第一电性能参数测试模块、第二电性能参数测试模块；继电器，位于所述主控模块的上面，且所述继电器与所述并列的多个电性能参数测试模块和所述主控模块均实现电气连接；机盖，位于所述机壳的上表面；以及所述主控模块通过继电器实现与所述并列的多个电性能参数测试模块的电气连接和测试功能选择，所述并列的多个电性能参数测试模块分别测试半导体器件的不同电性能参数，所述继电器设置在相互垂直布局的所述主控模块和所述电性能参数测试模块之间，所述功率半导体测试设备在结构上为多个电性能参数测试功能的高密度集成。

3、进一步的，所述并列的多个电性能参数测试模块的数量大于等于2。

4、进一步的，所述继电器的数量大于等于所述并列的多个电性能参数测试模块的数量。

5、进一步的，所述主控模块通过所述继电器实现所述并列的多个电性能参数测试模块的测试功能选择，且所述并列的多个电性能参数测试模块中每一个电性能参数测试模块都至少对应一个所述的继电器。

6、进一步的，所述并列的多个电性能参数测试模块的部分电路被布局在主控模块上。

7、进一步的，所述继电器被集成在所述并列的多个电性能参数测试模块中或被集成在所述主控模块中。

8、进一步的，在与所述并列的多个电性能参数测试模块所在平面均垂直的所述机壳的侧面布局所述冷却用通风孔，在与所述并列的多个电性能参数测试模块所在平面平行的所述机壳的侧面布局电源接口和通讯接口。

9、进一步的，所述主控模块所在平面与所述并列的多个电性能参数测试模块均垂直，所述主控模块的数量大于等于2时，所述主控模块相互之前的关系为其所在平面相互平行。

10、进一步的，所述主控模块和所述电性能参数测试模块之间的电信号连接方案包括所述的继电器。

11、根据本发明又一实施例提出了一种功率半导体测试设备的结构设计方法，所述功率半导体测试设备包括机壳、主控模块、电性能参数测试模块、多个继电器和机盖，其中机壳包括布局于所述机壳侧面的设备显示界面、输入信号触控板、冷却用通风孔、电源接口和通讯接口；主控模块，位于所述机壳的腔体内部且与所述机壳的底面平行；并列的多个电性能参数测试模块，位于所述主控模块的上表面且均垂直于所述主控模块，所述并列的多个电性能参数测试模块均包含了测试电路拓扑结构，所述并列的多个电性能参数测试模块的测试电路拓扑结构彼此不相同，所述并列的多个电性能测试模块包括第一电性能参数测试模块、第二电性能参数测试模块；继电器，位于所述主控模块的上面，且所述继电器与所述并列的多个电性能参数测试模块和所述主控模块均实现电气连接；机盖，位于所述机壳的上表面；以及所述主控模块通过继电器实现与所述并列的多个电性能参数测试模块的电气连接和测试功能选择，所述并列的多个电性能参数测试模块分别测试半导体器件的不同电性能参数，所述继电器设置在相互垂直布局的所述主控模块和所述电性能参数测试模块之间，所述功率半导体测试设备在结构上为多个电性能参数测试功能的高密度集成；以及所述结构设计方法的特征还在于，将多个电性能参数测试模块垂直布局于主控模块上表面且平行地并列在一起；将冷却用通风孔布局在与所述并列的多个电性能参数测试模块所在平面均垂直的所述机壳的侧面；将继电器布局在相互垂直布局的所述主控模块和所述电性能参数测试模块之间。

12、本发明提出了一种功率半导体测试设备及其结构设计方法，提出的结构设计方法通过继电器实现主控模块和电性能参数测试模块的电气连接和功能选择，通过将电性能参数测试模块垂直布局于主控模块上表面的方案实现了多种电性能参数测试功能在同一台设备里的高密度集成。相比目前其他商用测试设备，公开的测试设备中更多的测试模块被高密度的集成在一起，其测试功能也具备更优异的可扩展性，其在功率半导体器件的测试应用场合具有显著的实用价值。

技术特征：

1.一种功率半导体测试设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述并列的多个电性能参数测试模块的数量大于等于2。

3.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述继电器的数量大于等于所述并列的多个电性能参数测试模块的数量。

4.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述主控模块通过所述继电器实现所述并列的多个电性能参数测试模块的测试功能选择，且所述并列的多个电性能参数测试模块中每一个电性能参数测试模块都至少对应一个所述的继电器。

5.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述并列的多个电性能参数测试模块的部分电路被布局在主控模块上。

6.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述继电器被集成在所述并列的多个电性能参数测试模块中或被集成在所述主控模块中。

7.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，在与所述并列的多个电性能参数测试模块所在平面均垂直的所述机壳的侧面布局所述冷却用通风孔，在与所述并列的多个电性能参数测试模块所在平面平行的所述机壳的侧面布局电源接口和通讯接口。

8.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述主控模块所在平面与所述并列的多个电性能参数测试模块均垂直，所述主控模块的数量大于等于2时，所述主控模块相互之前的关系为其所在平面相互平行。

9.如权利要求1所述的功率半导体测试设备，其特征在于，所述主控模块和所述电性能参数测试模块之间的电信号连接方案包括所述的继电器。

10.一种功率半导体测试设备的结构设计方法，所述功率半导体测试设备包括机壳、主控模块、电性能参数测试模块、多个继电器和机盖，其中机壳包括布局于所述机壳侧面的设备显示界面、输入信号触控板、冷却用通风孔、电源接口和通讯接口；主控模块，位于所述机壳的腔体内部且与所述机壳的底面平行；并列的多个电性能参数测试模块，位于所述主控模块的上表面且均垂直于所述主控模块，所述并列的多个电性能参数测试模块均包含了测试电路拓扑结构，所述并列的多个电性能参数测试模块的测试电路拓扑结构彼此不相同，所述并列的多个电性能测试模块包括第一电性能参数测试模块、第二电性能参数测试模块；继电器，位于所述主控模块的上面，且所述继电器与所述并列的多个电性能参数测试模块和所述主控模块均实现电气连接；机盖，位于所述机壳的上表面；以及所述主控模块通过继电器实现与所述并列的多个电性能参数测试模块的电气连接和测试功能选择，所述并列的多个电性能参数测试模块分别测试半导体器件的不同电性能参数，所述继电器设置在相互垂直布局的所述主控模块和所述电性能参数测试模块之间，所述功率半导体测试设备在结构上为多个电性能参数测试功能的高密度集成；以及

技术总结
公开了一种功率半导体测试设备及其结构设计方法，尤其是测试设备结构设计方案，包括主控模块、电性能参数测试模块的结构设计方案及其相互之间实现电气和通讯连接的方案。提出的测试设备通过继电器实现主控模块和电性能参数测试模块的电气连接和测试功能选择，通过将电性能测试模块垂直于布局于主控模块上表面的方案实现了多种电性能参数测试功能在同一台设备里的高密度集成。相比目前其他商用测试设备，公开的测试设备中更多的测试模块被高密度的集成在一起，其测试功能也具备更好的可扩展性。

技术研发人员：盛况,张军明,郭清,张茂盛
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14