CN111398769A - 一种功率半导体器件高温测试工装 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功率半导体器件高温测试工装，包括工装外壳、气动伸缩机构、适配器、助力机构、高温测试板、第一载物板以及第二载物板；适配器包括适配板、固定装配在适配板后端的香蕉插头、固定装配在适配板上的探针；适配板滑动连接在第二载物板上，探针与香蕉插头电连接；气动伸缩机构设置在工装外壳底部，高温测试板放置在第一载物板上，气动伸缩机构用于推动高温测试板上升靠近适配器或下降；助力机构与适配器连接，用于为向外拉动适配器提供助力，使适配板上的香蕉插头脱离外连的信号接头。本申请解决了现有测试工装的适配器更换不便，且无法实现高温条件下测试的问题。

Description

一种功率半导体器件高温测试工装

技术领域

本申请属于晶体管测试技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件高温测试工装。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

动静态测试在本文指的是IGBT在出厂及使用者进行检验或来料筛选及后期维护维修过程中用于检验IGBT好坏及性能的一种常见方法，动静态测试分为动态测试和静态测试，每种测试里面又分有多个参数，每个参数不管在国际上还是在国内基本都有标准，按照标准对器件的各个电极施加规定的电流电压，然后在规定的电极上检测电流、电压、时间、损耗等参数，从而判断IGBT器件的好坏。

整体的测试系统包括有各个测试电路，采样电路，控制电路，保护电路及测试工装构成，所有的电路最后都将汇成有限的输出端，这些输出端将接入测试工装的信号输入端，将测试工装中放入被测器件(IGBT)从而使得信号能更快捷的接入被测器件，完成测试工作。

现有的测试工装一般结构较为简陋，工装在使用时并不便捷，且适配器的锁定和更换均不便，造成测试工装的整体操作感较差，此外现有测试工装一般只能进行常温条件下的测试，对于一些高温条件的测试，则并不适用。

申请内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种功率半导体器件高温测试工装，包括工装外壳、气动伸缩机构、适配器、助力机构、高温测试板、第一载物板以及第二载物板；

所述第一载物板固定在所述工装外壳内壁两侧中段位置，所述第二载物板固定在所述工装外壳内壁两侧上端位置；

所述适配器包括适配板、固定装配在所述适配板后端的香蕉插头、固定装配在所述适配板上的探针；所述适配板滑动连接在所述第二载物板上，所述探针与所述香蕉插头电连接；

所述气动伸缩机构设置在所述工装外壳底部，所述高温测试板放置在所述第一载物板上，所述气动伸缩机构用于推动所述高温测试板上升靠近所述适配器或下降；

所述助力机构与所述适配器连接，用于为向外拉动所述适配器提供助力，使所述适配板上的所述香蕉插头脱离外连的信号接头。

可选的，所述助力机构包括固定在所述工装外壳两侧内壁上的连接座、转动连接在所述连接座上的拉杆、连接在两侧的所述拉杆之间的把手、开设在所述适配器前端两侧的拉杆插口；

所述拉杆下段插入所述拉杆插口内，并通过预紧机构与所述适配板活动连接，位于所述预紧机构上端的所述拉杆上段长度大于位于所述预紧机构下端的所述拉杆下段长度，实现所述拉杆带动所述适配板向外抽拉，使所述香蕉插头脱离外连的信号接头。

可选的，所述预紧机构包括固定在所述适配板前端两侧的插销座、开设在所述插销座上的U型槽和销孔；所述U型槽与所述拉杆插口上下对正，所述U型槽和所述销孔开设方向相互垂直，所述拉杆上开设腰型孔，所述销孔内插入插销，且所述插销穿过所述腰型孔，实现所述拉杆与所述插销座之间的活动连接。

可选的，所述高温测试板包括自上而下相互固接的加热板、绝缘隔板以及底板。

可选的，所述加热板包括铝板主体、沿所述铝板主体水平方向开设的多个加热孔以及固定插接在加热孔内的电加热棒。

可选的，所述绝缘隔板为纯环氧板。

可选的，所述适配器外周设置有前端敞口的第一防护板，所述第一防护板固定在所述工装外壳上部。

与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：

(1)本申请中采用香蕉插头实现适配器与外接信号源的输出端之间的信号连接，能够很好的实现稳定电信号连接，但是由于香蕉插头的连接较紧，因此在更换适配器时，需要很大的力才能实现适配器的插拔动作，为了本申请还设计了能够省力的插拔助力机构，且将助力机构与适配器上的预紧机构配合，利用杠杆原理可以达到用很小的力就可以实现插拔适配器的动作。

(2)本申请将传统的测试板设计为能够加热的高温测试板，从而使得本申请测试工装能够实现高温条件下的测试；且将高温测试板设计为包括加热板、绝缘隔板以及底板三层的结构；能够保证加热板和底板之间的绝缘隔离，以及达到隔热的目的，保证使用安全性。

附图说明

图1为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装结构示意图；

图2为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装的适配器结构示意图；

图3为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装的适配器与助力机构连接的结构示意图；

图4为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装的助力机构结构示意图；

图5为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装局部结构示意图；

图6为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装局部结构示意图；

图7为本申请提供的功率半导体器件高温测试工装的加热板结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将结合具体实施例对本申请的技术方案加以解释。

如图1-7所示，一种功率半导体器件高温测试工装，包括工装外壳1、气动伸缩机构4、适配器5、助力机构6、高温测试板11、第一载物板101以及第二载物板102；

所述第一载物板101固定在所述工装外壳1内壁两侧中段位置，所述第二载物板102固定在所述工装外壳1内壁两侧上端位置；

所述适配器5包括适配板505、固定装配在所述适配板505后端的香蕉插头502、固定装配在所述适配板505上的探针503；所述适配板505滑动连接在所述第二载物板102上，所述探针503与所述香蕉插头502电连接；

所述气动伸缩机构4设置在所述工装外壳1底部，所述高温测试板11放置在所述第一载物板101上，所述气动伸缩机构4用于推动所述高温测试板11上升靠近所述适配器5或下降；

所述助力机构6与所述适配器5连接，用于为向外拉动所述适配器5提供助力，使所述适配板505上的所述香蕉插头502脱离外连的信号接头。

上述测试工装的测试过程如下：

在高温测试板11上装配被测IGBT器件(高温测试板11上的定位孔1123用于装配被测IGBT器件)，首先将香蕉插头502插入至外接电信号输出插座上，测试时，气动伸缩机构4将高温测试板11顶起，此时IGBT器件顶起后其上电极接触适配板505上的探针503，使得外部电信号通过适配器5接入被测IGBT器件内部，从而完成测试。

其中，气动伸缩机构4可以采用气缸实现伸缩功能；适配器5主要测试结构是背面的探针503，探针503的分布是根据IGBT器件的电极分布而定的，各个探针503通过附铜的PCB板最后引出到适配器5后面的香蕉插头502上，香蕉插头502最后连接至工装外部的测试信号。

由于IGBT器件有不同分封装，不同封装要对应不同的适配器，因此适配器应当能够根据测试需求更换，因此本申请中的适配板505滑动连接在第二载物板102上，也即能从第二载物板102上抽出。

本申请中采用香蕉插头502实现适配器5与外接信号源的输出端之间的信号连接，能够很好的实现稳定电信号连接，但是由于香蕉插头502的连接较紧，因此在更换适配器5时，需要很大的力才能实现适配器5的插拔动作，为了本申请设计了能够省力的插拔助力机构6。

具体的，所述助力机构6包括固定在所述工装外壳1两侧内壁上的连接座603、转动连接在所述连接座603上的拉杆602、连接在两侧的所述拉杆602之间的把手601、开设在所述适配器5前端两侧的拉杆插口504；

所述拉杆602下段插入所述拉杆插口504内，并通过预紧机构8与所述适配板505活动连接，位于所述预紧机构8上端的所述拉杆602上段长度大于位于所述预紧机构8下端的所述拉杆602下段长度，实现所述拉杆602带动所述适配板505向外抽拉，使所述香蕉插头502脱离外连的信号接头。

所述预紧机构8包括固定在所述适配板505前端两侧的插销座801、开设在所述插销座801上的U型槽803和销孔804；所述U型槽803与所述拉杆插口504上下对正，所述U型槽803和所述销孔804开设方向相互垂直，所述拉杆602上开设腰型孔604，所述销孔804内插入插销802，且所述插销802穿过所述腰型孔604，实现所述拉杆602与所述插销座801之间的活动连接。

上述助力机构6，利用预紧机构8将适配器5与拉杆602连接在一起，且预紧机构8上的插销802与拉杆602上的腰型孔604之间活动配合，拉杆602的下端转动连接在工装外壳1的内壁上，如此设计，利用杠杆原理可以达到用很小的力就可以实现插拔适配器的动作；

当需要拔出适配器5时，只需拉动把手601，拉杆602便能带动适配器5向外脱出，使香蕉插头502脱离外接信号输出端插座，而需要插入适配器5时，也能通过推入把手601，使拉杆602带动适配器5向内插入外接信号输出端插座，由于位于预紧机构8上端的拉杆602上段长度大于位于预紧机构8下端的拉杆602下段长度，因此可以有效减小插拔适配器5时所用力，且由于预紧机构8与拉杆602之间可拆卸的连接关系，使得适配器5向外脱出一段后，拔出插销802，使得拉杆602脱离适配器5后，便能实现适配器5的完全拆卸。

此外，本申请将传统的测试板设计为能够加热的高温测试板11，从而使得本申请测试工装能够实现高温条件下的测试；例如，所述高温测试板11包括自上而下相互固接的加热板112、绝缘隔板113以及底板114；绝缘隔板113的设置，能够保证加热板112和底板114之间的绝缘隔离，以及达到隔热的目的，例如，绝缘隔板113优选采用纯环氧板。

具体的，所述加热板112包括铝板主体1121、沿所述铝板主体1121水平方向开设的多个加热孔1122以及固定插接在加热孔1122内的电加热棒，利用多个电加热棒水平方向插入铝板主体1121，从而有效增大电加热棒与铝板主体1121之间的接触面积，使加热板112的整体加热效果更佳。

为了更好的防护探针503，所述适配板505上还固定有两块挡板501，所述探针503位于所述挡板501之间。

为了更好的防护适配器5并提高整机安全性能，所述适配器5外周设置有前端敞口的第一防护板7，所述第一防护板7固定在所述工装外壳1上部。

为了更好的防护高温测试板11及其上的被测器件，所述工装外壳1前端设置有第二防护板2，所述第二防护板2用于覆盖所述适配板505和测试板11之间的部位，第二防护板2优选采用耐高温绝缘透明材质制成，而为了使得拉杆602能够顺利拉动至向下的状态，所述第二防护板2上端还设置了一组与拉杆602位置对应的缺口201。

以上给出的实施例是实现本申请较优的例子，本申请不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本申请技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，包括工装外壳(1)、气动伸缩机构(4)、适配器(5)、助力机构(6)、高温测试板(11)、第一载物板(101)以及第二载物板(102)；

所述第一载物板(101)固定在所述工装外壳(1)内壁两侧中段位置，所述第二载物板(102)固定在所述工装外壳(1)内壁两侧上端位置；

所述适配器(5)包括适配板(505)、固定装配在所述适配板(505)后端的香蕉插头(502)、固定装配在所述适配板(505)上的探针(503)；所述适配板(505)滑动连接在所述第二载物板(102)上，所述探针(503)与所述香蕉插头(502)电连接；

所述气动伸缩机构(4)设置在所述工装外壳(1)底部，所述高温测试板(11)放置在所述第一载物板(101)上，所述气动伸缩机构(4)用于推动所述高温测试板(11)上升靠近所述适配器(5)或下降；

所述助力机构(6)与所述适配器(5)连接，用于为向外拉动所述适配器(5)提供助力，使所述适配板(505)上的所述香蕉插头(502)脱离外连的信号接头。

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，所述助力机构(6)包括固定在所述工装外壳(1)两侧内壁上的连接座(603)、转动连接在所述连接座(603)上的拉杆(602)、连接在两侧的所述拉杆(602)之间的把手(601)、开设在所述适配器(5)前端两侧的拉杆插口(504)；

所述拉杆(602)下段插入所述拉杆插口(504)内，并通过预紧机构(8)与所述适配板(505)活动连接，位于所述预紧机构(8)上端的所述拉杆(602)上段长度大于位于所述预紧机构(8)下端的所述拉杆(602)下段长度，实现所述拉杆(602)带动所述适配板(505)向外抽拉，使所述香蕉插头(502)脱离外连的信号接头。

3.根据权利要求2所述的功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，所述预紧机构(8)包括固定在所述适配板(505)前端两侧的插销座(801)、开设在所述插销座(801)上的U型槽(803)和销孔(804)；所述U型槽(803)与所述拉杆插口(504)上下对正，所述U型槽(803)和所述销孔(804)开设方向相互垂直，所述拉杆(602)上开设腰型孔(604)，所述销孔(804)内插入插销(802)，且所述插销(802)穿过所述腰型孔(604)，实现所述拉杆(602)与所述插销座(801)之间的活动连接。

4.根据权利要求1所述的功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，所述高温测试板(11)包括自上而下相互固接的加热板(112)、绝缘隔板(113)以及底板(114)。

5.根据权利要求4所述的功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，所述加热板(112)包括铝板主体(1121)、沿所述铝板主体(1121)水平方向开设的多个加热孔(1122)以及固定插接在加热孔(1122)内的电加热棒。

6.根据权利要求1所述的功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，所述绝缘隔板(113)为纯环氧板。

7.根据权利要求1所述的功率半导体器件高温测试工装，其特征在于，所述适配器(5)外周设置有前端敞口的第一防护板(7)，所述第一防护板(7)固定在所述工装外壳(1)上部。

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