[發明專利]一種功率半導體芯片測試工裝

有效

• 申請號: 201410076873.0
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103852707A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 張瑾;仇志杰;溫旭輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明屬于一種用于功率半導體芯片靜態及動態電氣參數測試的工裝。

背景技術

功率半導體芯片，如絕緣柵雙極晶體管（IGBT）芯片、場效應晶體管（MOSFET）芯片、快恢復二極管（FRD）芯片等是生產功率半導體模塊產品的核心元件，它們的性能優劣直接決定了模塊產品的品質。功率半導體芯片在研發階段需要對其進行各項測試，其中以靜態及動態電氣參數測試最為關鍵。由于靜態電氣參數測試僅測試芯片的穩態電氣性能，因此對測試工裝的設計及測試線路長度要求并不高，測試人員可以通過普通導線或芯片探針臺將被測芯片接入半導體測試設備完成手動或全自動測試；但是對于動態電氣參數測試，在測試過程中高電壓及大電流往往同時存在，且產生極高的電流變化率，如果引線過長或測試工裝設計不當，測試回路及工裝本身的雜散電感，會激發出非常高的尖峰電壓，一旦尖峰電壓超過被測芯片的額定耐壓能力，將損壞被測芯片。因此，對芯片進行動態參數測試時，要求被測芯片與測試設備間的引線應盡可能短，回路雜散電感應盡可能小。

為了實現芯片的動態參數測試，傳統上都是將芯片封裝成模塊產品后，再行測試（如“一種優化設計的功率模塊測試夾具”，文件號：CN201886038U）。但是整個芯片的研發周期非常長，測試工作量巨大，如果采取先封裝模塊后測試的方案，勢必要花費大量的封裝成本及時間成本。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術需要先封裝模塊后測試，封裝成本和時間成本高的缺點，提出一種功率半導體芯片電氣參數測試工裝。使用本發明的功率半導體芯片測試工裝測試芯片，可以不必將芯片封裝成模塊即可實現電氣參數測試，特別是動態電氣參數測試，這樣一方面可以提高芯片的測試效率，另一方面也可以大幅降低芯片的測試成本。

本發明功率半導體芯片測試工裝包括：底托、上蓋板、導向柱、正電極片、負電極片、公共點電極片、第一墊塊、第二墊塊、第三墊塊、大電流探針、測量探針、正電極插頭、負電極插頭、公共點電極插頭以及電極片固定螺栓。

所述的底托頂部安裝有導向柱，上蓋板通過導向柱覆蓋在底托上。上蓋板頂部的中間位置安裝有大電流探針，大電流探針的左右兩側分別安裝有測量探針。所述的負電極片和第一墊塊分別穿過大電流探針與上蓋板頂部接觸，第一墊塊位于負電極片的右側。負電極片的上方依次疊放有公共點電極片和正電極片。第二墊塊放置在公共點電極片的上方，第二墊塊的左側為第三墊塊，第三墊塊放置在負電極片的上方。負電極插頭、公共點電極插頭以及正電極插頭分別與負電極片、公共點電極片以及正電極片相連。電極片固定螺栓從上至下分別穿過正電極片、公共點電極片和負電極片，并將正電極片、公共點電極片和負電極片固定在上蓋板上。

所述的底托呈正“U”型，中部開有矩形凹槽，用于安裝芯片測試載板，所述的芯片測試載板上焊接及鍵合固定有待測芯片。底托兩條豎邊的頂部開有導向柱安裝孔，用于安裝導向柱；底托兩條豎邊的側面開有定位孔，該定位孔與上蓋板定位孔對應，通過定位孔及定位銷將底托與上蓋板固定在一起。

所述的上蓋板呈倒“U”型；上蓋板頂部開有導向孔，底托上的導向柱穿過導向孔實現與上蓋板相對位置的定位。上蓋板頂部還開有三組共12只大電流探針安裝孔及六組共12只測量探針安裝孔；大電流探針安裝孔的前方開有電極固定螺紋孔，通過電極片固定螺栓將電極固定在上蓋板上。

所述的正電極片呈“L”型，其短邊有開孔，用于連接正電極插頭，其長邊有大開孔，電極片固定螺栓穿過該長邊大開孔與上蓋板固定；長邊有小開孔，連接正電極的大電流探針穿過該長邊的小開孔。

所述的負電極片呈“L”型，其短邊有開孔，用于連接負電極插頭，其長邊有大開孔，電極片固定螺栓穿過該長邊大開孔與上蓋板固定；長邊有小開孔，連接負電極的大電流探針穿過此長邊的小開孔。

公共點電極片為平面結構，設有插頭連接耳，該插頭連接耳用于連接公共點電極插頭。公共點電極片上開有大開孔，電極片固定螺栓穿過此大開孔與上蓋板固定；公共點電極片上開有小開孔，連接公共點電極的大電流探針穿過此小開孔。

所述的第一墊塊采用絕緣材料制造，用于支撐正電極片和公共點電極片；第一墊塊的外形呈兩段階梯狀，每段階梯的表面均開有通孔，連接正電極和公共點電極的大電流探針通過這些通孔穿過第一墊塊。

所述的第二墊塊采用導電材料制造，用于平衡公共點電極片和正電極片之間的高度差；第二墊塊的外形呈方形。第二墊塊的表面開有通孔，連接公共點電極的大電流探針通過這些通孔穿過第二墊塊。