直插式功率半導體模塊測試夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于直插式功率半導體模塊常規(guī)電參數(shù)出廠檢驗的測試夾具，可針對直插式模塊導電片垂直于底板排列的特點，通過夾具的運動使夾具上的彈性接觸電極將模塊的各個電極夾緊，達到可靠接觸，并進行測試。本夾具還可對導電片與底板平行的模塊在其電極折彎前即半成品時進行生產(chǎn)過程的中間測試，以提高不合格產(chǎn)品的檢出率。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在功率半導體應用領(lǐng)域，模塊的應用范圍越來越廣泛，模塊外形各種各樣，就電極的安置形式主要有導電片與底板平行的模塊和導電片與底板垂直的模塊兩大類。以往的模塊測試夾具主要是針對導電片與底板平行的模塊，采用測試探針或測試導電柱進行電壓和電流測試；而導電片與底板垂直的模塊，在實際使用中通常是采用插片、螺絲或焊接方式連接導線，但在模塊出廠測試過程中不允許對模塊電極表面造成損傷，而大電流和高耐壓往往又是必測項目，對于電流較小的模塊以往通常采用測試探針接觸模塊電極頂部端面進行測試，但電極頂部端面往往只有Imm左右厚度，因此只適合于小電流測試，當電流較大時會因為導電面積過小而出現(xiàn)打火現(xiàn)象。為了解決這一測試瓶頸，我們設(shè)計了直插式功率半導體模塊測試夾具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種可滿足直插式功率半導體模塊大電流出廠測試需要的直插式功率半導體模塊測試夾具，可進行大電流測試，能直接進行被測模塊電壓采樣功能；同時可滿足模塊耐壓測試，夾具在測試中須接觸可靠，對模塊垂直電極板不能造成損傷。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:直插式功率半導體模塊測試夾具，包括上固定板
(I)、支撐桿(2)、定位板(4)、模塊升降臺(5)、底板￠)、三軸氣缸(7)、電極夾緊及信號取樣機構(gòu)總成；模塊升降臺(5)上設(shè)有被測模塊(3);上固定板(1)、支撐桿(2)、底板(6)構(gòu)成基本的門式方框結(jié)構(gòu)，底板(6)上設(shè)有三軸氣缸(7)，三軸氣缸(7)上固定有模塊升降臺
[5]，模塊升降臺(5)用于托舉被測模塊(3)上下運動，模塊升降臺(5)上設(shè)有定位板(4)，用于被測模塊的定位，上固定板(I)上設(shè)有電極夾緊及信號取樣機構(gòu)總成。
[0005]電極夾緊及信號取樣機構(gòu)總成，由限位支撐導向柱(8)、測試電極保護板(9)、電極隔離板(10)、扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)、復位彈簧(12)、扭轉(zhuǎn)彈簧固定卡(13)、楔形接觸電極(14)、測試信號引出探針(15)、彈性導電板(16)、大電流引出電極(17)、扭轉(zhuǎn)彈簧(18)、行程螺釘(19)、彈性測試電極(20)、定位環(huán)(21)組成，兩個限位支撐導向柱(8)通過螺紋固定在電極隔離板(10)上，在電極隔離板(10)下固定有取樣電極保護板(9)，扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)固定在電極隔離板(10)上；兩個行程螺釘(19)通過螺紋固定在電極隔離板
(10)上，并穿過上固定板(I)后由雙螺母反上緊定位，從而使電極隔離板(10)及在其上固定的各個零件作為可運動部分與上固定板(I)連接；兩個復位彈簧(12)套在兩個行程螺釘(19)上；在對應模塊垂直電極片的位置，扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)上開有與垂直電極片平行的兩根長條槽，槽的長度與寬度與彈性導電板(16)相對應；兩個彈性導電板(16)穿過長條槽，并且兩個彈性導電板(16)中間相對位置加工有向內(nèi)橫向的彎片，彎片橫跨在長條槽上，使彈性導電板(16)定位在扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)上；在兩個彈性導電板(16)中間安裝有扭轉(zhuǎn)彈簧(18)，扭轉(zhuǎn)彈簧(18)兩端的彈簧絲穿過扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)上的長條槽，并緊頂在彈性導電板(16)下部內(nèi)側(cè)；扭轉(zhuǎn)彈簧固定卡(13)穿過扭轉(zhuǎn)彈簧(18)軸心將其固定在扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)上；彈性測試電極(20)上端穿過扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)上專為其通過的小橫槽，下端沿彈性導電板(16)外側(cè)延伸到測試電極保護板(9)加工的方槽下沿處；測試信號引出探針(15)固定于上固定板(I)上，測試信號引出探針(15)可伸縮的下端與彈性測試電極(20)上端通過錫焊連接；測量信號由測試信號引出探針(15)的上端接導線引出。
[0006]彈性測試電極(20)的下端鑲有銀觸點。
[0007]在上固定板(I)的每個垂直電極片對應的位置加工有方形凹槽，銅質(zhì)楔形接觸電極(14)鑲嵌于內(nèi)，并通過銅螺釘與上固定板(I)固定，大電流引出電極(17)固定于銅螺釘?shù)纳隙?；在扭轉(zhuǎn)彈簧固定板(11)上相鄰電極之間加工有條形隔離槽。
[0008]通過本發(fā)明設(shè)計，很好的解決了直插式功率半導體模塊大電流出廠測試的問題，還可應用于導電片與底板平行的模塊在電極未折彎前的中間測試，可較早剔除不合格模塊，提尚最終出廠廣品合格率。
[0009]另外本發(fā)明設(shè)計的電極夾緊及信號取樣總成機構(gòu)，可單獨加工成針對直插式模塊的適配器應用于模塊綜合測試臺上，擴大模塊綜合測試臺的應用范圍。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明釋放狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明夾緊狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明釋放狀態(tài)局部放大示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明夾緊狀態(tài)局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0014]1、本發(fā)明的設(shè)計要點
[0015]I)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
[0016]本夾具基本整體結(jié)構(gòu)為門式方框結(jié)構(gòu)，主體部分為:上固定板1、支撐桿2、底板6和三軸氣缸7 ;底板6上通過螺紋固定兩根支撐桿2，上固定板I通過螺母固定在兩根支撐桿2上，形成門式方框結(jié)構(gòu)；三軸氣缸7安裝在底板6上，三軸氣缸7上固定有模塊升降臺5，用于托舉被測模塊3上下運動；在模塊升降臺5上安裝有定位板4，定位板4可根據(jù)被測模塊3的外形更換，保證模塊的電極位置準確；整個電極夾緊及信號取樣機構(gòu)總成位于上固定板I上。
[0017]2)電極夾緊及信號取樣機構(gòu)總成設(shè)計
[0018]本發(fā)明的關(guān)鍵點為電極夾緊及信號取樣機構(gòu)總成設(shè)計，由限位支撐導向柱8、測試電極保護板9、電極隔離板10、扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11、復位彈簧12、扭轉(zhuǎn)彈簧固定卡13、楔形接觸電極14、測試信號引出探針15、彈性導電板16、大電流引出極17、扭轉(zhuǎn)彈簧18、行程螺釘19、彈性測試電極20、定位環(huán)21幾部分組成。
[0019]由于直插式模塊垂直電極一般有多根，其電極夾緊及信號測量要求一樣，因此只針對一個電極的夾緊進行結(jié)構(gòu)說明。
[0020]兩個限位支撐導向柱8通過螺紋固定在電極隔離板10上，在電極隔離板10下固定有取樣電極保護板9，扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11固定在電極隔離板10上；兩個行程螺釘19通過螺紋固定在電極隔離板10上，并穿過上固定板I后由雙螺母反上緊定位，從而使電極隔離板10及在其上固定的各個零件作為可運動部分與上固定板I連接；兩個復位彈簧12套在兩個行程螺釘19上；在對應模塊垂直電極片的位置，扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11上開有與垂直電極片平行的兩根長條槽，槽的長度與寬帶與彈性導電板16相對應；兩個彈性導電板16穿過長條槽，并且兩個彈性導電板16中間相對位置加工有向內(nèi)橫向的彎片，彎片橫跨在長條槽上，使彈性導電板16定位在扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11上；在兩個彈性導電板16中間安裝有扭轉(zhuǎn)彈簧18，扭轉(zhuǎn)彈簧18兩端的彈簧絲穿過扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11上的長條槽，并緊頂在彈性導電板16下部內(nèi)側(cè)；扭轉(zhuǎn)彈簧固定卡13穿過扭轉(zhuǎn)彈簧18軸心將其固定在扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11上；在上固定板I的每個垂直電極片對應的位置加工有方形凹槽，銅質(zhì)楔形接觸電極14鑲嵌于內(nèi)，并通過銅螺釘與上固定板I固定，大電流引出電極17固定于銅螺釘?shù)纳隙?；彈性測試電極20上端穿過扭轉(zhuǎn)彈簧固定板11上專為其通過的小橫槽，下端沿彈性導電板16外側(cè)延伸到測試電極保護板9加工的方槽下沿處，彈性測試電極20的下端鑲有銀觸點；測試信號引出探針15固定于上固定板I上，測試信號引出探針15可伸縮的下端與彈性測試電極20上端通過錫焊連接；測量信號由測試信號引出探針15的上端接導線引出。
[0021]2.關(guān)鍵技術(shù)工作原理
[0022]I)電極夾緊工作原理
[0023]對于直插式模塊垂直電極要求在測試中不能使電極產(chǎn)生劃痕等損傷，但為了通過大電流又要求必須使測試電極與模塊垂直電極緊密接觸，這兩種要求