一种电力电子芯片的高压检测装置和高压检测方法技术领域
本发明涉及一种半导体器件的检测装置及检测方法，具体涉及一种电力电子芯片的
高压检测装置和高压检测方法。
背景技术
我国经济的持续高速发展带来了环境保护和能源供应的压力。积极发展绿色经济、
低碳经济已逐步成为我国经济发展的新模式，节能减排已成为我国的重要战略任务。而
绿色能源是对节能减排具有直接重大贡献的产业。
为解决当前所面临的环境问题和能源危机，实现更高的能源转换效率和电力传输效
率是核心要素。作为提高电网清洁能源接纳能力、智能化程度、资源调配能力以及提升
安全稳定可靠性能的核心技术，大功率电力电子装置技术的发展离不开基础元器件性能
的提高。
电力电子器件是电网中电力转换和控制的核心元件，其性能直接决定了整个电网的
表现。随着世界电网进入智能电网发展阶段，新能源技术、分布式发电技术、大规模储
能技术、超远距离超大规模输电技术、信息网络技术和智能控制技术的飞速发展对高压、
大容量、高频、耐高温的电力电子器件提出了更高的需求。
宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)临界场强高、禁带宽度大、热导率高，非常适用
于研制高压、大功率、高频功率器件。用SiC材料制备的器件能够承受的电压是同类
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％，
开关频率比硅器件提高数十倍，可以在更高的温度下(300℃以上)工作，散热系统可
以大大简化甚至可以完全取消，最终使整个系统的体积和重量显著降低。根据美国Cree
公司的研究，如果在全球范围内广泛使用SiC材料，节能将达到每年350亿美元。因
此研究开发碳化硅器件及其在电力电子装置中的应用具有十分重要的社会意义和良好
的经济效益。
由于碳化硅器件的耐压等级高，在进行耐压测试的过程中需要施加较高的测试电
压。当电力电子芯片的耐压等级达到1200V或更高水平时，在对其进行高压检测的过
程中，高电压与潮湿空气产生的放电现象，会导致检测得到的数据不准确并出现严重错
误，甚至会损坏被测的电力电子器件，导致高压检测无法完成。
目前，在对电力电子芯片的高压检测过程中，尚没有能够有效避免高电压与潮湿空
气产生放电现象的装置或方法，因此，需要提供一种能够对电力电子芯片进行准确、安
全、可靠的高压检测装置及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电力电子芯片的高压检测装置和高压检测方法，简单且
易于实现，其避免了高压检测过程中打火现象的发生，同时也有效的保护了待测的电力
电子芯片，使其不被损毁；同时保证了高压检测的顺利开展；该检测装置及检测方法有
效且可靠，提高了电力电子芯片检测结果的准确性。
一种电力电子芯片的高压检测装置，包括用于放置待测的电力电子芯片的探针台和
向所述电力电子芯片导通高压电的探针，
所述探针台的台面上设有用于盛放所述电力电子芯片的导电盘；
所述导电盘内有隔离剂，且所述导电盘中隔离剂的高度高于所述电子电力芯片的厚
度。
优选的，所述导电盘的底面与所述探针台的台面贴合；所述导电盘的内表面与所述
电力电子芯片贴合，且所述导电盘的边沿高出所述内表面0.1cm至5.0cm；
所述导电盘的底面与内表面均平整光滑。
优选的，所述导电盘内设有2个或2个以上用于固定所述电力电子芯片的伸缩单元，
每个所述伸缩单元包括伸缩架和安装在所述伸缩架一端的卡条；
所述伸缩架的另一端固定在所述导电盘边沿的内壁上。
优选的，所述卡条的长度为0.5cm至2cm，每个所述卡条均用1个所述伸缩架连
接至所述导电盘边沿。
优选的，所述卡条的长度大于2cm，每个所述卡条均用2个所述伸缩架连接至所述
导电盘边沿。
优选的，所述伸缩架、卡条和导电盘的材质均为铜、铝、铜合金或铝合金；所述隔
离剂为氟化油。
一种电力电子芯片的高压检测方法，所述检测方法包括：
I-1、烘烤待测的电力电子芯片5至20分钟；
I-2、将所述电力电子芯片固定在检测用仪器的探针台上，并浸没在隔离剂中；
I-3、在检测用的探针与所述探针台之间施加高电压，对所述电力电子芯片进行高
压检测；
I-4、将检测完成后的电力电子芯片从隔离剂中取出并烘烤，直到其表面无残留的
隔离剂。
优选的，所述步骤I-2，包括：
II-1、将所述电力电子芯片放入导电盘中，用所述导电盘中的伸缩装置固定所述电
力电子芯片；
II-2、向所述导电盘中加入隔离剂，直到所述电力电子芯片浸没在所述隔离剂中；
II-3、将底部平整光滑的所述导电盘固定在所述探针台上。
优选的，所述步骤I-3，包括：
III-1、在所述探针与所述探针台之间施加高电压；
III-2、将所述探针伸入所述导电盘的隔离剂中，并与所述电力电子芯片的正面电极
接触，对所述电力电子芯片进行高压检测。
优选的，所述步骤I-1和步骤I-2中，所述烘烤所述电力电子芯片的方式为：将所
述电力电子芯片放置于热板上烘烤，或所述电力电子芯片放置于烘箱内烘烤。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种电力电子芯片的高压检测装置和高
压检测方法，该装置的探针台的台面上设有用于盛装电子电力芯片的导电盘，导电盘内
盛装有高度高于电子电力芯片的厚度的隔离剂；该方法包括烘烤待测的电力电子芯片，
并将其固定在检测用仪器的探针台上浸入到隔离剂中，然后施加高电压进行高压检测，
检测完成后将电力电子芯片从隔离剂中取出并烘烤。和现有技术相比，本发明提供的技
术方案简单且易于实现，其避免了高压检测过程中打火现象的发生，同时也有效的保护
了待测的电力电子芯片，使其不被损毁；同时保证了高压检测的顺利开展；该检测装置
及检测方法有效且可靠，提高了电力电子芯片的检测结果的准确性。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1、本发明提供的技术方案中，通过在探针台的台面上放置用于盛放待测的电力电
子芯片且盛有隔离剂的导电盘，避免了待测的电力电子芯片与潮湿空气直接接触，从而
避免了高压检测过程中打火现象的发生；同时也有效的保护了待测的电力电子芯片不被
损毁，保证了检测的顺利开展；该检测装置及检测方法可靠，提高了检测结果的准确性
与有效性。
2、本发明提供的技术方案中，导电盘的底面及内表面平整光滑的设置，使得导电
盘与探针台和待测的电力电子芯片之间均形成了有效且可靠的电气连接，从而保证了检
测的顺利进行，提高了检测的效率与可靠性。
3、本发明提供的技术方案中，伸缩单元的设置，使得待测的电力电子芯片能够有
效固定在导电盘上，避免了因探针接触或探针台移动而发生位移，保证了实验过程的准
确性及有效性。
4、本发明提供的技术方案中，卡条设置为不同的长度，使得其可适用于不同型号
的电力电子芯片，即可对晶圆形式的电力电子芯片和晶圆形式的电力电子芯片经过划片
后的单个的方形电力电子芯片均进行检测，提高了检测装置的实用性及适应性。
5、本发明提供的技术方案中，伸缩架、卡条和导电盘采用铜、铝、铜合金或铝合
金的材质，保证了检测装置中的各部件之间有效地电气连接，从而保证了检测的顺利进
行，提高了检测的效率与可靠性。
6、本发明提供的技术方案中，隔离剂采用氟化油或其他液态高介电常数高压测试
介质，避免了待测的电力电子芯片与潮湿空气直接接触，且其容易去除，不会对待测的
电力电子芯片产生污染，且不会对芯片的后续封装产生影响，保证了电力电子芯片的后
续封装得以顺利进行。
7、本发明提供的技术方案中，通过烘烤待测的电力电子芯片并将其固定在检测用
仪器的探针台上浸入到隔离剂中，然后施加高电压进行高压检测，检测完成后将电力电
子芯片从隔离剂中取出并烘烤，避免了待测的电力电子芯片与潮湿空气直接接触，从而
避免了高压检测过程中打火现象的发生；同时也有效的保护了待测的电力电子芯片不被
损毁，保证了检测的顺利开展；该检测装置及检测方法可靠，提高了检测结果的准确性
与有效性。
8、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有
技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的圆形电力电子芯片的高压检测装置的结构示意图。
图2是本发明的方形电力电子芯片的高压检测装置的结构示意图。
图3是本发明的设有伸缩单元的圆形电力电子芯片的高压检测装置的结构示意图。
图4是本发明的盛放有圆形电力电子芯片的导电盘的俯视图。
图5是本发明的设有伸缩单元的方形电力电子芯片的高压检测装置的结构示意图。
图6是本发明的盛放有方形电力电子芯片的导电盘的俯视图。
图7是本发明的电力电子芯片的高压检测方法的流程图。
图8是本发明的电力电子芯片的高压检测方法的中步骤I-2的细化流程图。
图9是本发明的电力电子芯片的高压检测方法的中步骤I-3的流程图。
其中，1-探针、2-探针台、3-电力电子芯片、4-导电盘、401-导电盘的内表面、402-
导电盘边沿的内壁、5-隔离剂、6-伸缩单元、601-卡条、602-伸缩架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整
地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
以圆形的探针台2为例，详细说明本发明提供的一种电力电子芯片的高压检测装
置。
如图1和图2所示，本发明提供的高压检测装置对晶圆形式的电力电子芯片3及晶
圆经过划片后的单个的方形电力电子芯片3均可进行高压检测；
高压检测装置包括用于盛放待测的电力电子芯片3的探针台2和向电力电子芯片3
施加高压电的探针1；
探针台2的台面上设有用于盛放待测的电力电子芯片3的导电盘4；
导电盘4内盛装有隔离剂5，且导电盘4内的隔离剂5的高度高于电子电力芯片3
的厚度，从而将电子电力芯片3与潮湿空气隔离开，避免了高电压检测过程中打火损坏
电子电力芯片3。
导电盘4的底面与探针台2的台面贴合且形状相同，导电盘4的底面的表面积小于
探针台2的台面的表面积；
导电盘4的内表面401与电力电子芯片3贴合，且导电盘4的边沿比其的内表面
401高0.1cm至5.0cm；以确保隔离剂5能够完全浸没整个待测芯片3且不会从导电盘
4中溢出。
导电盘4的底面与其内表面401均平整光滑，使得导电盘4与探针台2和电力电子
芯片3均可靠电气连接，同时确保待测的电力电子芯片3的背面电极与探针台2台面能
够形成良好的电气接触。
如图3至4所示，导电盘4内设有2个或2个以上的伸缩单元6，伸缩单元6包括
伸缩架602和连接在伸缩架602一侧的卡条601；
伸缩架602的另一侧安装在导电盘边沿的内壁402上。
其中，卡条601的长度为0.5cm至2cm，每个卡条601均与导电盘4的边沿内壁
402用1个伸缩架602连接，此种长度的卡条601较适用于圆形的电力电子芯片3，可
根据电力电子芯片3的大小及检测需要将伸缩单元6设置为2至8个。
如图5至6所示，导电盘4内设有2个或2个以上的伸缩单元6，伸缩单元6包括
伸缩架602和连接在伸缩架602一侧的卡条601；
伸缩架602的另一侧安装在导电盘边沿的内壁402上。
其中，卡条601的长度大于2cm，每1个卡条601与导电盘4的边沿内壁402均用
2个伸缩架602连接，此种长度的卡条601较适用于方形的电力电子芯片3，可根据电
力电子芯片3的大小及检测需要将伸缩单元6设置为2至4个。
其中，伸缩架602、卡条601和导电盘4由良导体材料制成，其材质可为铜、铝、
铜合金或铝合金；隔离剂5为氟化油或其他液态高介电常数高压测试介质，其易于去除
且不会对电力电子芯片3的后续封装产生影响。
如图7所示，本发明提供的一种电力电子芯片3的高压检测方法，检测方法包括：
I-1、烘烤待测的电力电子芯片5至20分钟
I-2、将电力电子芯片3固定在检测用仪器的探针台2上，并浸没在隔离剂5中；
I-3、在检测用的探针1与探针台2之间通高压电流，对电力电子芯片3进行高压
检测；
I-4、将检测完成后的电力电子芯片3从隔离剂5中取出并烘烤，直到其表面无残
留的隔离剂5。
如图8所示，步骤I-2包括：
II-1、将电力电子芯片3放入导电盘4中，用导电盘4中的伸缩装置固定电力电子
芯片3；
II-2、向导电盘4中加入隔离剂5，直到电力电子芯片3浸没在隔离剂5中；
II-3、将底部平整光滑的导电盘4固定在探针台2上。
如图9所示，步骤I-3包括：
III-1、在探针1与探针台2之间施加高电压；
III-2、将探针1伸入导电盘4的隔离剂5中，并与电力电子芯片3的正面电极接触，
对电力电子芯片3进行高压检测。
其中，步骤I-1和步骤I-2中，烘烤电力电子芯片3的方式为：将电力电子芯片3
放置于热板上烘烤，或电力电子芯片3放置于烘箱内烘烤，其中，热板或烘箱的烘烤温
度一般为60℃～150℃，烘烤时间为5至20分钟。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本
发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进
行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均
在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。