一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置及测试方法，该装置包括：基座，用于和待测器件连接，保持待测器件的正常工作；压力测量装置，测量施加在待测器件的整体压力值；超声波发射接收传感器，测量待测器件内部每个芯片的相对压力；处理器，用于接收整体压力值和相对压力，获取待测器件内部每个芯片压力值。通过设置基座，为待测器件提供通流能力，还可以作为待测器件进行压力测试时的物理载体；设置超声波发射接收传感器以及压力测量装置实现了芯片相对压力以及器件整体压力的测量；设置处理器计算得到待测器件内部每个芯片压力值。解决了现有技术中无法对工作状态下压接型功率半导体器件内部芯片压力进行准确测试的问题。准确测试的问题。准确测试的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及功率半导体器件
，具体涉及一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置及测试方法。

技术介绍

[0002]高压功率半导体器件目前主要存在两种封装型式，一种是焊接型器件，一种是压接型器件。相比于传统焊接型器件，压接型功率半导体器件具有双面散热、失效短路及易大规模芯片并联等优点，目前已经被广泛应用于柔性直流输电、电力机车等高压大功率应用场合。
[0003]压接型功率半导体器件工作时通过将机械压力在集电极侧施加于集电极极板上，通过集电极极板传导至压接型IGBT器件的各个芯片。因此，当集电极极板由于受热产生形变时，并联的各个芯片上分配到的外施机械压力也会不均匀，而压力的不均匀导致各个芯片电流、温度的不均匀，威胁器件的可靠性。因此，对压接型IGBT器件中各个芯片压力的准确测试具有重要意义。
[0004]然而，施加在集电极极板侧的压力可以通过压力传感器方便测得，但是由于芯片本身的厚度很薄，而且两端被钼片或银片覆盖，因此分配到压接型IGBT器件中各个芯片的压力很难测试。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置及测试方法，以解决现有技术中对无法实现对工作状态下压接型功率半导体器件内部芯片压力进行准确测试的技术问题。
[0006]本专利技术实施例提供的技术方案如下：
[0007]本专利技术实施例第一方面提供一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置，包括：基座，用于和待测器件连接，保持待测器件的正常工作；压力测量装置，测量施加在待测器件的整体压力值；超声波发射接收传感器，测量待测器件内部每个芯片的相对压力；处理器，分别和所述压力测量装置和所述超声波发射接收传感器电连接，用于接收整体压力值和相对压力，并根据整体压力值和相对压力获取待测器件内部每个芯片压力值。
[0008]可选地，所述超声波发射接收传感器包括多组，多组所述超声波发射接收传感器的排布方式和待测器件内部芯片的排布方式一致。
[0009]可选地，所述基座包括多个凹槽，多组超声波发射接收传感器分别设置在多个凹槽中。
[0010]可选地，所述压力测量装置设置在所述基座的外围。
[0011]可选地，所述基座的材料和待测器件的电极材料一致。
[0012]可选地，所述基座的尺寸和待测器件的电极尺寸一致。
[0013]可选地，所述基座的厚度不大于20mm。
[0014]可选地，所述基座的耐压能力大于等于100kN。
[0015]可选地，所述基座的通流能力大于等于3000A。
[0016]本专利技术实施例第二方面提供一种压接型功率半导体器件压力分布测试方法，应用于本专利技术实施例第一方面及第一方面任一项所述的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，测试方法包括：获取待测器件内部每个芯片的相对压力和施加在待测器件的整体压力值；根据所述相对压力确定待测器件内部每个芯片所占压力比重；根据每个芯片所占压力比重和所述整体压力值计算得到待测器件内部每个芯片压力值。
[0017]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0018]本专利技术实施例提供的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，通过设置基座，为待测器件提供通流能力，保证了待测器件的正常工作，同时还可以作为待测器件进行压力测试时的物理载体；设置超声波发射接收传感器以及压力测量装置实现了芯片相对压力以及器件整体压力的测量；设置处理器采用整体压力值和相对压力计算得到待测器件内部每个芯片压力值。由此，该装置可以在压接型功率半导体器件正常工作的带电状态下完成器件内部多芯片并联压力分布实时测量，为压接型功率半导体器件压力均衡控制提供测试方法和解决方案，解决了现有技术中无法对工作状态下压接型功率半导体器件内部芯片压力进行准确测试的问题。
[0019]本专利技术实施例提供的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，不对被测对象产生任何损伤；测量快速，单点测试不超过4s，可实现实时检测，也可用于系统集成实现自动化或半自动化应力检测；测量深度较大，检测深度10mm以上；无任何辐射，操作安全，无需任何防护；此外该装置既可测量应力，也可检测试件内部的缺陷，理论上可以应用于任何非吸声材料。
[0020]本专利技术实施例还提供的压接型功率半导体器件压力分布测试方法，通过获取待测器件内部每个芯片的相对压力和施加在待测器件的整体压力值；根据相对压力确定待测器件内部每个芯片所占压力比重；根据每个芯片所占压力比重和整体压力值计算得到待测器件内部每个芯片压力值，从而实现了采用整体压力值对相对压力的矫正，使得最终得到的待测器件内部每个芯片的压力值更准确。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例中压接型功率半导体器件压力分布测试装置的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中压接型功率半导体器件压力分布测试方法的流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0027]此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0028]本专利技术实施例提供一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置，如图1所示，包括：基座1，用于和待测器件连接，保持待测器件的正常工作；压力测量装置2，测量施加在待测器件的整体压力值；超声波发射接收传感器3，测量待测器件内部每个芯片的相对压力；处理器4，分别和所述压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压接型功率半导体器件压力分布测试装置，其特征在于，包括：基座，用于和待测器件连接，保持待测器件的正常工作；压力测量装置，测量施加在待测器件的整体压力值；超声波发射接收传感器，测量待测器件内部每个芯片的相对压力；处理器，分别和所述压力测量装置和所述超声波发射接收传感器电连接，用于接收整体压力值和相对压力，并根据整体压力值和相对压力获取待测器件内部每个芯片压力值。2.根据权利要求1所述的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，其特征在于，所述超声波发射接收传感器包括多组，多组所述超声波发射接收传感器的排布方式和待测器件内部芯片的排布方式一致。3.根据权利要求2所述的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，其特征在于，所述基座包括多个凹槽，多组超声波发射接收传感器分别设置在多个凹槽中。4.根据权利要求1所述的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，其特征在于，所述压力测量装置设置在所述基座的外围。5.根据权利要求1所述的压接型功率半导体器件压力分布测试装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：林仲康，魏晓光，唐新灵，王亮，崔新奇，王浩洋，徐治，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：