一種壓接式電力半導(dǎo)體模塊測試工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力半導(dǎo)體模塊電氣參數(shù)測試的工裝。
【背景技術(shù)】
[0002]電力半導(dǎo)體模塊根據(jù)封裝工藝的不同，通?？梢苑譃楹附邮侥K和壓接式模塊，其中焊接式工藝是最早應(yīng)用于電力半導(dǎo)體模塊的封裝技術(shù)，其特點是不同材料之間通過釬焊或超聲焊接實現(xiàn)連接，由于模塊內(nèi)部封裝材料的熱膨脹系數(shù)存在較大差異，導(dǎo)致焊接式模塊無法使用在較為惡劣的工作場合，特別是當存在較大的溫度變化時，焊接式模塊的疲勞壽命相對較短。為了解決焊接式模塊疲勞壽命短的問題，壓接式封裝技術(shù)應(yīng)運而生，在壓接式模塊內(nèi)部，不同材料間的連接均是通過直接的機械壓力實現(xiàn)的，由于避免了焊接，從而使壓接式模塊的疲勞壽命相比于焊接式模塊有了顯著的提高，另外，壓接式模塊比焊接式模塊更易實現(xiàn)串聯(lián)，特別適用于高壓應(yīng)用。
[0003]由于焊接式模塊外部的電極與內(nèi)部的芯片已經(jīng)通過焊接實現(xiàn)了連接，因此可以采用測試探針直接接觸電極或銅排加螺栓連接電極的方式實現(xiàn)與外部測試設(shè)備的連接，但是壓接式模塊的電極需要外部施加一定的機械壓力，才能與內(nèi)部的芯片實現(xiàn)可靠連接，因此給測試工裝的設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種壓接式模塊測試工裝。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、壓力分布均勻、寄生電感小、可使被測器件組成半橋電路。無需對現(xiàn)有焊接式模塊測試設(shè)備進行改造，即可使其實現(xiàn)對壓接式模塊的測試。
[0005]本發(fā)明壓接式電力半導(dǎo)體模塊測試工裝，包括:頂部蓋板，頂部壓塊，正電極片，公共電極片，負電極片，底座，定位銷，壓緊桿，正電極引出片，公共電極引出片以及負電極引出片。
[0006]所述的底座呈“T”型結(jié)構(gòu)，四個角加工有壓緊桿安裝孔，壓緊桿穿過該壓緊桿安裝孔，通過螺母固定在底座的四個角上。底座上還加工有定位銷安裝孔，定位銷穿過該定位銷安裝孔，通過螺母固定在底座上。
[0007]所述的負電極片呈平板結(jié)構(gòu)放置于底座上方，其前部垂直于前端面加工有螺紋孔，該螺紋孔用于連接負電極引出片；負電極片的兩側(cè)加工有負電極測試螺紋孔，用于連接外部測試信號線。
[0008]所述的公共電極片呈平板結(jié)構(gòu)，放置于第二測試件的上方，其前部垂直于上、下表面加工有螺紋孔，該螺紋孔用于連接公共電極引出片，公共電極片的兩側(cè)加工有公共電極測試螺紋孔，用于連接外部測試信號線。
[0009]所述的正電極片呈平板結(jié)構(gòu)，放置于第一測試件的上方，與負電極片結(jié)構(gòu)相同。正電極片的前部，垂直于前端面加工有螺紋孔，該螺紋孔用于連接正電極引出片，正電極片的兩側(cè)加工有正電極測試螺紋孔，用于連接外部測試信號線。
[0010]所述頂部壓塊的縱截面呈三角形，放置于正電極片的上方，頂部倒角，倒角的半徑小于覆蓋于其上的頂部蓋板下凹面的倒角半徑；頂部壓塊底部的兩側(cè)尖角削平，以實現(xiàn)與定位銷的良好接觸。為保證測試件受到均勻的垂直向下的壓力，頂部壓塊的高度不小于測試件電極外輪廓圓的半徑，頂部壓塊下表面的長度不小于測試件的長度，寬度不小于測試件的寬度。
[0011]所述的頂部蓋板左右兩側(cè)平整，并加工有壓緊桿安裝孔，中央呈“拱形”結(jié)構(gòu)，即上表面凸出，下表面凹陷。“拱形”結(jié)構(gòu)的下凹面的曲率半徑大于頂部壓塊頂部的曲率半徑。
[0012]所述的定位銷為圓柱形，底部加工有外螺紋，用于穿過底座的定位銷安裝孔。定位銷通過螺母固定在底座上。定位銷的頂部加工有一字槽口，方便使用螺絲刀將定位銷固定在底座上。
[0013]所述壓緊桿的兩端均加工有外螺紋，其中底部外螺紋用于插入底座的壓緊桿安裝孔，壓緊桿通過螺母固定在底座上。底部外螺紋上方的光桿處加工有兩個相互平行的缺口，方便在固定壓緊桿時借助開口扳手，實現(xiàn)充分固定。頂部外螺紋用于穿過頂部蓋板，并通過向下旋緊螺母對測試件施加垂直壓力。
[0014]所述正電極引出片的縱截面呈“U”型，正電極引出片兩側(cè)的豎邊均加工有連接孔，其中一側(cè)的連接孔用于連接正電極片，另一側(cè)的連接孔用于連接正電極插頭。
[0015]所述的公共電極引出片為平板結(jié)構(gòu)，前端為“梳齒”狀插頭連接耳，該插頭連接耳用于連接公共電極插頭。公共電極引出片后部為一排連接孔，通過螺栓實現(xiàn)與公共電極片的連接。
[0016]所述負電極引出片的縱截面呈“U”型，與正電極引出片的結(jié)構(gòu)類似，其兩側(cè)的豎邊均加工有連接孔，其中一側(cè)的連接孔用于連接負電極片，另一側(cè)的連接孔用于連接負電極插頭。
【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明測試工裝前視圖；
[0018]圖2本發(fā)明測試工裝后視圖；
[0019]圖3底座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4壓緊桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5定位銷結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6負電極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7公共電極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8負電極引出片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖9公共電極引出片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖10頂部壓塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖11頂部蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0029]如圖1、圖2所示，本發(fā)明測試工裝包括:底座08、4條壓緊桿12、13、14、15、3條定位銷09、10、11、負電極片07、公共電極片05、正電極片03、頂部壓塊02、頂部蓋板01、正電極引出片16、公共電極引出片17和負電極引出片18。
[0030]底座08為矩形，四個角加工有壓緊桿安裝孔，4條壓緊桿12、13、14、15穿過該壓緊桿安裝孔，固定在底座08的四個角上。底座08上還加工有定位銷安裝孔，3條定位銷09、10、11穿過該定位銷安裝孔，固定在底座08上。負電極片07通過定位銷09、10、11定位，放置在底座08上。在負電極片07上自下而上依次放置有:第二測試件06、公共電極片05、第一測試件04、正電極片03和頂部壓塊02。頂部蓋板01加工有壓緊桿安裝孔，頂部蓋板壓緊桿安裝孔的位置與底座壓緊桿安裝孔的位置對應(yīng)。頂部蓋板01穿過壓緊桿12、13、14、15覆蓋在頂部壓塊02上，通過旋緊頂部蓋板01上方的4只螺母，對第一測試件04和第二測試件06施加向下的機械壓力。正電極引出片16、公共電極引出片17和負電極引出片18的一端分別與正電極片03、公共電極片05和負電極片07相連，正電極引出片16、公共電極引出片17和負電極引出片18的另一端通過安裝匹配的插頭實現(xiàn)與外部測試設(shè)備的連接。
[0031]如圖3所示，底座08整體由絕緣材料制成，其縱截面呈“T”字形，即兩側(cè)薄、中間厚。底座08放置在外部測試設(shè)備的測試平臺上。底座08的表面加工有4個壓緊桿安裝孔 0801、0802、0803、0804，壓緊桿 12、13、14、15 分別穿過壓緊桿安裝孔 0801、0802、0803、0804，并通過螺母固定在底座08上。底座08的表面還加工有3個定位銷安裝孔0805、0806、0807，定位銷09、10、11分別穿過定位銷安裝孔0805、0806、0807，并通過螺母固定在底座08上。底座08上表面的前后兩側(cè)分別加工有負電極引出片槽口 0808和測試件槽口 0809，可以避免安裝過程中負電極引出片18和測試件與底座08產(chǎn)生干涉。底座08上表面的左右兩側(cè)還加工有負電極測試線槽口 0811、0810，用于避免在負電極測試螺紋孔0706中接入測試信號線時，與底座08產(chǎn)生干涉。
[0032]如圖4所示，壓緊桿12的兩端均包含一段外螺紋，其中底部外螺紋1201用于插入底座08上的壓緊桿安裝孔0801后，通過螺母將其固定在底座08上。底部外螺紋1201上方的光桿處加工有兩個相互平行的缺口 1202，方便在壓緊桿12固定時，借助開口扳手充分固定。頂部外螺紋1203用于穿過頂部蓋板01，并通過向下旋緊螺母向第一測試件04和第二測試件06施加垂直壓力。其余3只壓緊桿13、14、15的結(jié)構(gòu)與壓緊桿12相同，壓緊桿13、14、15分別穿過壓緊桿安裝孔0802、0803、0804，固定在底座08上。
[0033]如圖5所示，定位銷09為圓柱形，底部加工有外螺紋0901，用于穿過底座08的定位銷安裝孔0805。定位銷09的頂部加工有一字槽口 0902，方便使用螺絲刀將定位銷09固定在底座08上。其余2只定位銷10、11的結(jié)構(gòu)與定位銷09相同，定位銷10、11分別穿過定位銷安裝孔0806和0807，固定在底座08上。
[0034]如圖6所示，負電極片07呈平板結(jié)構(gòu)。負電極片07的前部垂直于前端面加工有5個前端面螺紋孔0701、0702、0703、0704、0705，用于連接負電極引出片18。負電極片07兩側(cè)的端面加工有負電極測試螺紋孔0706，用于連接外部測試信號線。正電極片03與負電極片07的結(jié)構(gòu)相同，通過5個前端面螺紋孔連接正電極引出片16。
[0035]如圖7所示，公共電極片呈平板結(jié)構(gòu)，其前部貫穿上、下表面加工有5個螺紋孔0501、0502、0503、0504、0505，用于連接公共電極引出片17，公共電極片的兩側(cè)面加工有公共電極測試螺紋孔0506，用于連接外部測試信號線。
[0036]如圖8所示，負電極引出片18的縱截面呈“U”型，其兩側(cè)的豎邊上均加工有連接孔，一側(cè)的連接孔1801、1802、1803、1804、1805用于連接負電極片07，另一側(cè)的連接孔1806、1807、1808、1809、1810用于連接負電極插頭。正電極引出片16的結(jié)構(gòu)與負電極引出片18相同，呈“U”型，其兩側(cè)的豎邊也加工有連接孔，一側(cè)的連接孔用于連接正電極片，另一側(cè)用于連接正電極插頭。
[0037]如圖9所示，公共電極引出片17為平板結(jié)構(gòu)，前端為“梳齒”狀插頭連接耳1706，該插頭連接耳用于連接公共電極插頭，公共電極引出片17的后部為一排連接孔1701、1702、1703、1704、1705，通過螺栓實現(xiàn)與公共電極片05的連接。
[0038]如圖10所示，頂部壓塊02整體由絕緣材料制成，其縱截面呈三角形。頂部壓塊02的頂部0201進行了倒角，倒角半徑