[實用新型]一種功率半導體芯片測試單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621073265.5
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN206161787U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 鄧二平;李現(xiàn)兵;張朋;溫家良
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江省電力公司;華北電力大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本實用新型涉及電力半導體器件封裝測試技術領域，具體涉及一種功率半導體芯片測試單元。

背景技術

壓接型大功率半導體器件，如壓接型IGBT器件(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，具有功率密度大、雙面散熱、易于串聯(lián)以及可靠性高等優(yōu)點，并己逐步應用于電力系統(tǒng)的高壓直流輸電、電力機車等高電壓、大功率應用場合。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，尤其是未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建，壓接型大功率半導體器件在電網(wǎng)中的需求量將會越來越大，這也對壓接型大功率半導體器件的性能和可靠性提出了嚴格地要求。

壓接型大功率半導體器件一般通過器件間的串聯(lián)來提高工作電壓、通過器件內部多芯片并聯(lián)來提高單個器件的電流。圖1為壓接型大功率半導體器件的內部截面示意圖，如圖所示，壓接型大功率半導體器件包括多個并聯(lián)的子模組，各子模組分別由集電極側鉬片21、半導體芯片22、發(fā)射極側鉬片23、銀墊片24直接接觸組成，通過外部施加壓力使各子模組的各構件之間保持良好地電氣與機械接觸。當測試壓接型大功率半導體器件的半導體芯片22的性能，尤其是測試單個半導體芯片22的性能時，子模組中各個構件之間存在與壓力、溫度等因素有關的接觸熱阻和接觸電阻會對測試結果產(chǎn)生一定的影響。同時，子模組的封裝管殼一般采用冷壓焊的方法密封，對大量半導體芯片22進行性能測試時，必須破壞封裝管殼逐個測試，測試步驟復雜、工作量大，不利于對大批量壓接型大功率半導體器件進行性能串聯(lián)。

實用新型內容

為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供了一種功率半導體芯片測試單元。

本實用新型的技術方案是：

所述測試單元包括集電極(1)、被測芯片子模組(2)、PCB板(3)、固定框架(4)和發(fā)射極(5)；

所述集電極(1)和發(fā)射極(5)的外部側壁上分別設置有集電極限位凹槽(11)和發(fā)射極限位凹槽(51)，所述固定框架(4)的內部側壁上設置有限位凸臺(42)；

所述集電極(1)、被測芯片子模組(2)、PCB板(3)和發(fā)射極(5)順次疊放在所述固定框架(4)內，且所述限位凸臺(42)嵌入在所述集電極限位凹槽(11)和發(fā)射極限位凹槽(51)內。

進一步地，本方面提供一個優(yōu)選技術方案為：所述測試單元還包括散熱器；所述散熱器分別固定在所述集電極(1)的上表面和所述發(fā)射極(5)的下表面；

所述集電極(1)的上表面設置有集電極定位凹槽(12)，用于嵌入所述散熱器的定位銷；

所述發(fā)射極(5)的下表面設置有發(fā)射極定位凹槽(52)，用于嵌入所述散熱器的定位銷。

進一步地，本方面提供一個優(yōu)選技術方案為：所述被測芯片子模組(2)包括集電極側鉬片(21)、功率半導體芯片(22)、發(fā)射極側鉬片(23)、墊片(24)和塑料框架(25)；

所述集電極側鉬片(21)、功率半導體芯片(22)、發(fā)射極側鉬片(23)和墊片(24)順次疊放在所述塑料框架(25)內；

所述集電極側鉬片(21)與所述集電極(1)直接接觸，所述墊片(24)與所述發(fā)射極(5)直接接觸。

進一步地，本方面提供一個優(yōu)選技術方案為：所述被測芯片子模組(2)還包括彈簧引針(26)；

所述塑料框架(25)包括一個彈簧引針通道(27)；所述彈簧引針(26)設置在彈簧引針通道(27)內，彈簧引針(26)的一端與所述功率半導體芯片(22)的門極直接接觸，另一端與所述PCB板(3)直接接觸。

進一步地，本方面提供一個優(yōu)選技術方案為：所述PCB板(3)上焊接有一個引線端子(31)，所述固定框架(4)的側壁上還設置有預留窗口(41)；

所述引線端子(31)與所述預留窗口(41)相對應，所述被測芯片子模組(2)的驅動信號線通過所述預留窗口(41)與所述引線端子(31)連接。

進一步地，本方面提供一個優(yōu)選技術方案為：

所述固定框架(4)為環(huán)氧樹脂框架。

與最接近的現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型提供的一種功率半導體芯片測試單元，通過設置集電極限位凹槽11、發(fā)射極限位凹槽51和限位凸臺42，可以固定集電極1、被測芯片子模組2、PCB板3和發(fā)射極5，限制測試單元內各部件的縱向位移而只存在軸向位移，不僅利于對被測芯片子模組2進行隨時拆卸和壓力加載，還能保證在多次測試過程測試單元內各部件的位置相對固定。

附圖說明

圖1：壓接型大功率半導體器件的內部截面示意圖；