[发明专利]一种优化设计的功率模块测试夹具

说明书

技术领域

本发明属于半导体功率模块的测试领域，具体是一种优化设计的功率模块测试夹具。

背景技术

功率半导体模块目前已经越来越多的运用在各种场合，例如：工业用变频器，焊机电源，机车牵引，风力发电等各种场合。

大功率模块的研发和使用对测试结果的要求也越来越高，如被测器件测试不当，就可能会因为过压而损坏。这是因为功率器件开关动作时的电压电流应力和主回路中的寄生电感有着非常大的关系。在功率模块处于一定的di/dt时，产生的电压尖峰是与寄生电感大小成比例的。如图(1)所示，当器件进行关断时，外部导体寄生电感L_S产生一个感应电压V_L，可用如下公式所示：

V_L＝Ls·di/dt

这个电压V_L会叠加在母线电压V_dc上形成峰值电压V_CEM，如果峰值电压V_CEM超过了器件的击穿电压BV_ces，被测器件就可能会因为过压而损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种优化设计的功率模块测试夹具，用于对功率模块的低电感测试，特别是用来对半桥的电路拓扑结构的器件进行测试。

本发明要解决的是现有测试夹具的电感对于测试的影响和因测试不当导致过压而损坏被测器件的问题。

本发明所述的技术方案是：

它包括基板、大电流探针和功率回路，基板的边侧设有功率接线插头，基板的背面设有信号端子，大电流探针设于基板的正面，基板上固定有层叠母线排，层叠母线排上刻蚀有功率回路。

所述的基板用强度高且绝缘性好的材料制成。大电流探针与叠母线排连接。功率接线插头纤焊在叠母线排上，信号端子通过双绞线焊接在探针接触组件上。层叠母线排选用印刷电路板(PCB板)作母线板。

本发明的优点是：本发明通过最优化的设计结构来减少测试夹夹具在测试回路中的寄生电感并增加直流母线间的寄生电容，降低了关断时电流变化率在寄生电感上产生的电压，达到吸收电压过冲的作用，减小了器件因为电压击穿的概率，防止被测器件因为过压而损坏，提高了测试的可靠性和准确性。

附图说明

图1是功率器件关断测试电路原理图。

图2是半桥结构的功率器件电路原理图。

图3是本发明功率回路上管集电极部分PCB图。

图4是本发明功率回路上管发射极(下管集电极)部分PCB图。

图5是本发明功率回路下管集电极部分PCB图。

图6是本发明功率回路与待测器件连接示意图。

图7是层叠母线减少寄生电感示意图。

图8是本发明测试时的示意图。

图9是信号端子用双绞线的接法示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一点的说明。

如图所示，本发明包括基板3、大电流探针2和功率回路4，基板3的边侧设有功率接线插头5，基板3的背面设有信号端子6，大电流探针2设于基板3的正面，基板3上固定有层叠母线排，层叠母线排上刻蚀有功率回路4。

所述的基板3用强度高且绝缘性好的材料制成。如厚度为10mm的FR4材料。保证机械支撑件良好的机械强度和绝缘性能。

大电流探针2与叠母线排连接。功率接线插头5纤焊在叠母线排上，信号端子6通过双绞线焊接在探针接触组件上。层叠母线排选用印刷电路板(PCB)作母线板。PCB也可用IMS或者DCB中的一种代替。

本发明所述的功率回路4在层叠母线上排刻蚀出来，且保证各个极性的形状相似，并将三个极性的母线板固定在支撑部分上。

所述的母线排之间增加了一层介电常数较大的材料来增加母线排之间的电容。其依据是如下的电容公式：

C=ϵSd]]>

要增加电容C的值，在S面积一定的情况下，只有增加母线排之间材料的介电常数和减小母线排之间距离。

在将大电流探针2焊接在层叠母线排上时，要注意避免虚焊，并且要保证大电流探针2的行程，使得测试时探针的行程为最大行程的2/3。所述的大电流探针2为弹簧探针。

信号端子6通过双绞线直接焊接在大电流探针2上后用定位片固定基板3上。