[发明专利]一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置，其特征在于，包括工作台、可调直流稳压电源、弯曲模块挤压机构、IGBT模块、弯曲位移测量机构、热电偶温度表、计算机、动态电阻应变仪、弯曲模块支撑架、弯曲底座，可调直流稳压电源和动态电阻应变仪分别设在工作台上表面的两端，计算机放置在动态电阻应变仪上并与动态电阻应变仪连接，弯曲底座固定在可调直流稳压电源和动态电阻应变仪之间的工作台上表面，热电偶温度表放置在弯曲底座和动态电阻应变仪之间的工作台上表面，弯曲模块支撑架固定设在弯曲底座上端，弯曲模块挤压机构设在弯曲模块支撑架上端，IGBT模块放置在弯曲模块挤压机构上，弯曲模块挤压机构上还设有用于测量IGBT模块弯曲位移的弯曲位移测量机构；

所述的IGBT模块，包括基板，基板上表面设有若干个IGBT模块钎料层，IGBT模块钎料层内嵌应变花和热电偶；应变花引出数据线，通过数据线与动态电阻应变仪相连；热电偶通过导线与热电偶温度表相连；IGBT模块钎料层对应的基板下表面设有陶瓷加热片，陶瓷加热片通过导线与可调直流稳压电源相连。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置，其特征在于，所述的弯曲模块挤压机构，包括底板、固定挤压板、滑动挤压板、传动螺杆和摇杆，底板固定在弯曲模块支撑架上，固定挤压板固定在底板的一端，滑动挤压板设在底板的另一端，传动螺杆的一端穿过固定挤压板与摇杆连接，传动螺杆的另一端滑动挤压板连接，通过摇杆使滑动挤压板在底板上发生移动，调节固定挤压板和滑动挤压板之间的距离；IGBT模块的基板架设在固定挤压板和滑动挤压板之间。

3.根据权利要求2所述的一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置，其特征在于，所述的底板上设有第一刻度尺，用于测量固定挤压板和滑动挤压板之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置，其特征在于，所述的弯曲位移测量机构，包括下夹块、滑动螺杆、滑动架和第二刻度尺，下夹板和滑动架套在滑动螺杆上，滑动架可在滑动螺杆上进行上下移动，调节下夹块与滑动架间的距离，使滑动架和下夹板分别夹紧弯曲模块挤压机构底板的上表面和下表面；第二刻度尺竖直设在滑动架上；滑动架上还设有用于确定IGBT模块中心线的指针。

5.根据权利要求4所述的一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置，其特征在于，所述的滑动螺杆的下端还设有旋柄，用于旋转滑动螺杆，使滑动架上下移动，调节下夹块与滑动架间的距离。

6.一种IGBT模块钎料层弯热耦合应力测量装置的测量方法，包括如下步骤：

1）首先将可调直流稳压电源、热电偶温度表以及动态电阻应变仪均水平放置在工作台上，计算机放置在动态电阻应变仪上；

2）将弯曲底座通过螺栓固定在工作台上，根据IGBT模块的尺寸，通过摇杆调节挤压机构的固定挤压板和滑动挤压板之间的距离，使基板架设在固定挤压板和滑动挤压板之间，并通过第一刻度尺读出固定挤压板和滑动挤压板之间的距离；

3）把陶瓷加热片固定在IGBT模块的基板的下表面，陶瓷加热片通过导线与可调直流稳压电源相连；

4）IGBT模块钎料层上粘贴应变花、热电偶，并用环氧树脂进行密封，热电偶通过导线与热电偶温度表相连；应变花引出数据线，通过数据线与动态电阻应变仪相连；再将动态电阻应变仪与计算机通过数据线连接在一起；

5）通过转动弯曲模块挤压机构的摇杆，使IGBT模块发生弯曲变形，弯曲位移量通过弯曲位移测量机构上的第二刻度尺读出；

6）通过调节可调直流稳压电源的电压值，使IGBT模块基板上的陶瓷加热片发热，从而使IGBT模块钎料层升温，具体的温度值通过热电偶温度表读出；

7）应变花感应IGBT模块钎料层弯热耦合应力大小变化值，将感应到应力大小传输至动态电阻应变仪，通过动态电阻应变仪和计算机进行计算与分析，实现IGBT模块钎料层弯热性能的测试。