[发明专利]一种功率半导体芯片测试工装

说明书

技术领域

本发明属于一种用于功率半导体芯片静态及动态电气参数测试的工装。

背景技术

功率半导体芯片，如绝缘栅双极晶体管（IGBT）芯片、场效应晶体管（MOSFET）芯片、快恢复二极管（FRD）芯片等是生产功率半导体模块产品的核心元件，它们的性能优劣直接决定了模块产品的品质。功率半导体芯片在研发阶段需要对其进行各项测试，其中以静态及动态电气参数测试最为关键。由于静态电气参数测试仅测试芯片的稳态电气性能，因此对测试工装的设计及测试线路长度要求并不高，测试人员可以通过普通导线或芯片探针台将被测芯片接入半导体测试设备完成手动或全自动测试；但是对于动态电气参数测试，在测试过程中高电压及大电流往往同时存在，且产生极高的电流变化率，如果引线过长或测试工装设计不当，测试回路及工装本身的杂散电感，会激发出非常高的尖峰电压，一旦尖峰电压超过被测芯片的额定耐压能力，将损坏被测芯片。因此，对芯片进行动态参数测试时，要求被测芯片与测试设备间的引线应尽可能短，回路杂散电感应尽可能小。

为了实现芯片的动态参数测试，传统上都是将芯片封装成模块产品后，再行测试（如“一种优化设计的功率模块测试夹具”，文件号：CN201886038U）。但是整个芯片的研发周期非常长，测试工作量巨大，如果采取先封装模块后测试的方案，势必要花费大量的封装成本及时间成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术需要先封装模块后测试，封装成本和时间成本高的缺点，提出一种功率半导体芯片电气参数测试工装。使用本发明的功率半导体芯片测试工装测试芯片，可以不必将芯片封装成模块即可实现电气参数测试，特别是动态电气参数测试，这样一方面可以提高芯片的测试效率，另一方面也可以大幅降低芯片的测试成本。

本发明功率半导体芯片测试工装包括：底托、上盖板、导向柱、正电极片、负电极片、公共点电极片、第一垫块、第二垫块、第三垫块、大电流探针、测量探针、正电极插头、负电极插头、公共点电极插头以及电极片固定螺栓。

所述的底托顶部安装有导向柱，上盖板通过导向柱覆盖在底托上。上盖板顶部的中间位置安装有大电流探针，大电流探针的左右两侧分别安装有测量探针。所述的负电极片和第一垫块分别穿过大电流探针与上盖板顶部接触，第一垫块位于负电极片的右侧。负电极片的上方依次叠放有公共点电极片和正电极片。第二垫块放置在公共点电极片的上方，第二垫块的左侧为第三垫块，第三垫块放置在负电极片的上方。负电极插头、公共点电极插头以及正电极插头分别与负电极片、公共点电极片以及正电极片相连。电极片固定螺栓从上至下分别穿过正电极片、公共点电极片和负电极片，并将正电极片、公共点电极片和负电极片固定在上盖板上。

所述的底托呈正“U”型，中部开有矩形凹槽，用于安装芯片测试载板，所述的芯片测试载板上焊接及键合固定有待测芯片。底托两条竖边的顶部开有导向柱安装孔，用于安装导向柱；底托两条竖边的侧面开有定位孔，该定位孔与上盖板定位孔对应，通过定位孔及定位销将底托与上盖板固定在一起。

所述的上盖板呈倒“U”型；上盖板顶部开有导向孔，底托上的导向柱穿过导向孔实现与上盖板相对位置的定位。上盖板顶部还开有三组共12只大电流探针安装孔及六组共12只测量探针安装孔；大电流探针安装孔的前方开有电极固定螺纹孔，通过电极片固定螺栓将电极固定在上盖板上。

所述的正电极片呈“L”型，其短边有开孔，用于连接正电极插头，其长边有大开孔，电极片固定螺栓穿过该长边大开孔与上盖板固定；长边有小开孔，连接正电极的大电流探针穿过该长边的小开孔。

所述的负电极片呈“L”型，其短边有开孔，用于连接负电极插头，其长边有大开孔，电极片固定螺栓穿过该长边大开孔与上盖板固定；长边有小开孔，连接负电极的大电流探针穿过此长边的小开孔。

公共点电极片为平面结构，设有插头连接耳，该插头连接耳用于连接公共点电极插头。公共点电极片上开有大开孔，电极片固定螺栓穿过此大开孔与上盖板固定；公共点电极片上开有小开孔，连接公共点电极的大电流探针穿过此小开孔。

所述的第一垫块采用绝缘材料制造，用于支撑正电极片和公共点电极片；第一垫块的外形呈两段阶梯状，每段阶梯的表面均开有通孔，连接正电极和公共点电极的大电流探针通过这些通孔穿过第一垫块。

所述的第二垫块采用导电材料制造，用于平衡公共点电极片和正电极片之间的高度差；第二垫块的外形呈方形。第二垫块的表面开有通孔，连接公共点电极的大电流探针通过这些通孔穿过第二垫块。