一种利用TVS管漏电进行测试的方法技术

一种利用TVS管漏电进行测试的方法。涉及一种半导体加工技术领域。包括以下步骤：步骤A：将双向TVS二极管放置在控制炉中；步骤B：设置控制炉的初始温度值、结束温度值和步进温度值；并将控制炉与信号发生器连接，通过信号发生器将控制炉升至的温度数值向功率器件测试仪传输；步骤C：在功率器件测试仪中设置漏电IR测试参数；步骤D：启动功率器件测试仪，获取温度T和漏电IR的对应关系，并转换成对应函数；步骤E：将N

A test method using TVs tube leakage

【技术实现步骤摘要】
一种利用TVS管漏电进行测试的方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体加工
，尤其涉及一种利用双向TVS管漏电进行稳态热阻测试的方法。

技术介绍

[0002]热阻（Thermal Resistance，Rth）是热从热物体流向冷物体时遇到的阻力。每种材料及其界面都有热阻，其数值可以用来计算热量从热源中排出的速率。在一个集成器件中，热的来源总是半导体的结，而超过了结的最高工作温度将导致灾难性的故障。虽然集成器件制造商都使用一些技术设计了针对这种情况的保护，例如超温关机，但不可避免地会导致工作中断。一个更好的解决方案是进行设计选择，抑制（或至少限制）可能导致结温超过其最大工作温度的条件。由于结不能直接进行强制冷却，通过传导消除热量是确保其冷却的唯一途径。为了达到最大设计效率，工程师需要让器件在这些限制内工作。
[0003]半导体器件并不是完美的，所有的二极管和晶体管都会由于开关和传导造成的功率损耗。当器件端子上既有电压又有电流流过时，在结接通和断开状态的时间间隔内就会出现开关损耗。传导损耗是由于器件内阻引起的，无论电阻有多低，当电流流动时，都会导致功率损耗。即使是在关闭状态下，由于晶体管漏电流造成的损耗在微处理器等器件中也会非常严重，因为这些器件必须使用小几何工艺才能将数百万个晶体管封装到一个集成电路中。
[0004]功率半导体器件的故障率随结温的升高按照指数函数增加，因此，使用功率半导体器件时，必须特别注意器件的温度，为使器件正常工作，在设计电路时，应注意配置适当的散热器，保持器件的结温不超过允许值。这样，不仅使器件能正常工作，也有利提高器件的使用效率和延长其寿命。器件承受的最大结温，因材料而异。对干锗半导体器件，一般为80~100℃;硅半导体器件，一般为150~200℃。碳化硅和氮化镓半导体器件结温可达175℃以上，我国半导体器件厂目前的规定为:锗管最大介许结温Tim=90℃，硅管最大允许结温Tim=175℃；热阻的定义:单位功率所引起的“两两”之间温度的变化，也就是温度的变化对功率归一化，本质上是能量的感念，但除去了时间的影响，因为功率是功对时间的归一化。所以是稳态分析的利器，热阻用于衡量热量在热流路径上遇到的阻力反映介质或介质间的传热能力的大小表明了1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W。
[0005]如果电路的热稳定性够高，那么器件的耗散功率为:P=（T2
‑
T1）/Rth，因此功率二极管的热阻可以通过计算通流情况下器件的功率和升温前后的温度来进行测试。
[0006]以上可知热阻的测试在功率器件中的必要性，在封测行业中，热阻的测试就是给测试的二极管阳极通入加热电流，在不超过材料的最大温度的情况下，材料散热与产生热量达成平衡后，通过加热电流和加热电流情况下的VF值可求得功率P，根据耗散功率公式:P=（Tj
‑
Ta）/Rth，P=（Tj
‑
Tc）/Rth（分别计算芯片结到壳的热阻和芯片结到环境的热阻），功率容易测得（通过加热电流和加热电流情况下的VF值相乘），测得热平衡后功率二极管结的温度和壳温或环境温度就可计算出产品结到壳或结到环境的热阻，根据二极管的I
‑
V特性，在
二极管工作电流很小的情况下，器件的正向电压VF随着温度的增加线性减小（温度和正向电压存在线性公式，斜率我们定义为K系数），因此只需要给测试的二极管通入一个很小的测试电流（10mA或20mA），就可以得知二极管热平衡后的结温，再利用热偶粘附在器件的外壳表面或者空气中，就能很容易测出芯片结到外壳的热阻或者芯片结到环境的热阻，利用这种方法半导体封测行业能够进行二极管的热阻测试。
[0007]K系数测试热阻方法是二极管行业主流的测试方法，但是实际中仍有一些器件没法测试热阻值，如双向的TVS管，如图1所示，双向TVS管没有VF参数，因此也无法采用K系数测试法进行测试。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对以上问题，提供了一种提高双向TVS二极管检测分选品质的一种利用TVS管漏电进行稳态热阻测试的方法。
[0009]本专利技术的技术方案是：一种利用双向TVS管漏电进行测试的方法，包括以下步骤：步骤A：将双向TVS二极管放置在控制炉中；步骤B：设置控制炉的初始温度值、结束温度值和步进温度值；并将控制炉与信号发生器连接，通过信号发生器将控制炉升至的温度数值向功率器件测试仪传输；步骤C：在功率器件测试仪中设置漏电IR测试参数；步骤D：启动功率器件测试仪，获取温度T和漏电IR的对应关系，并转换成对应函数；步骤E：将N
‑
MOS器件、电阻、电压源、电流表和双向TVS二极管串联形成加热回路；步骤F：在加热回路中，即N
‑
MOS器件与双向TVS二极管之间连接P
‑
MOS器件，P
‑
MOS器件的漏极通过功率器件测试仪与电流表电性连接，形成测试回路；P
‑
MOS器件的栅极通过信号控制器与N
‑
MOS器件电性连接；步骤G：将热电偶温度测试仪的一个热偶连接至双向TVS二极管的壳表面，另一个热偶放置在空气中；步骤H：通过信号控制器，进行加热回路和测试回路的工作状态的切换，当N
‑
MOS启动时，通过电压源提供加热电流；当P
‑
MOS启动时，通过功率器件测试仪获取漏电IR的数值，漏电IR的数值通过步骤D获得的对应函数输出对应的温度值T
j
；步骤I：待结温稳定后，通过热电偶温度测试仪查看双向TVS二极管的壳温T
壳温
和环境温度T
环境温度
；此时认为双向TVS二极管的加热回路中电流值为电流表的数值I
电流表
，即加热功率P=I
电流表
*V
钳位电压
；根据热阻耗散公式热阻R=（Tj
‑
T）/P，可分别求出结到壳的热阻R
j
‑
c
=（T
结温
‑
T
壳温
）/P，和结到环境的热阻R
j
‑
a
=（T
结温
‑
T
环境温度
）/P。
[0010]步骤D中信号发生器每发送一次温度数值信号，功率器件测试仪就进行一次测试，读取到所有温度信号后获得测试数据，得到温度T和漏电IR的对应关系，功率器件测试仪将所有温度点和对应数据转换成对应函数。
[0011]所述功率器件测试仪的型号为TK
‑
188BQ
‑
3KS。
[0012]所述信号控制器的型号为EC
‑
Y
‑
1A
‑
25。
[0013]本专利技术将双向TVS管放置控制炉中，将控制炉和功率器件测试仪连通，控制炉温度
每变化一摄氏度，然后稳定温度一分钟后测试仪进行自动测试并记录此IR值，从室温升至不超过材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用双向TVS管漏电进行测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：将双向TVS二极管放置在控制炉中；步骤B：设置控制炉的初始温度值、结束温度值和步进温度值；并将控制炉与信号发生器连接，通过信号发生器将控制炉升至的温度数值向功率器件测试仪传输；步骤C：在功率器件测试仪中设置漏电IR测试参数；步骤D：启动功率器件测试仪，获取温度T和漏电IR的对应关系，并转换成对应函数；步骤E：将N
‑
MOS器件、电阻、电压源、电流表和双向TVS二极管串联形成加热回路；步骤F：在加热回路中，即N
‑
MOS器件与双向TVS二极管之间连接P
‑
MOS器件，P
‑
MOS器件的漏极通过功率器件测试仪与电流表电性连接，形成测试回路；P
‑
MOS器件的栅极通过信号控制器与N
‑
MOS器件电性连接；步骤G：将热电偶温度测试仪的一个热偶连接至双向TVS二极管的壳表面，另一个热偶放置在距离双向TVS管一定距离的空气中；步骤H：通过信号控制器，进行加热回路和测试回路的工作状态的切换，当N
‑
MOS启动时，通过电压源提供加热电流；当P
‑
MOS启动时，通过功率器件测试仪获取漏电IR的数值，漏电IR的数值通过步骤D获得的对应函数输出对应的温度值T
j
；步骤I：待结温稳定后，通过热电偶温度测试仪查看双向TVS二极管的壳温T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：原江伟，傅信强，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：