功率模块封装寄生电阻测试系统、方法及质量判断方法技术方案

本发明专利技术提供一种功率模块封装寄生电阻测试系统、方法及质量判断方法，包括：被测的功率模块包括至少一个功率芯片，各功率芯片的电流流入极、电流流出极及控制极分别与信号端子一一对应连接；各功率芯片的电流流入极及电流流出极分别通过功率互连与至少一个功率端子连接；各功率互连与对应功率端子上的等效寄生电阻构成相应的封装寄生电阻；直流电流源，为功率模块提供测试电流；驱动模块为功率芯片提供驱动信号；各信号采样模块，分别获取功率芯片及各封装寄生电阻两端的电压。本发明专利技术通过一次测试可得到功率模块内部各段的等效电阻，测试效率大大提高，同时可基于寄生电阻阻值测试数据分布判断功率模块内部功率互连质量，提升产品可靠性。品可靠性。品可靠性。

【技术实现步骤摘要】
功率模块封装寄生电阻测试系统、方法及质量判断方法


[0001]本专利技术涉及半导体领域，特别是涉及一种功率模块封装寄生电阻测试系统、方法及质量判断方法。

技术介绍

[0002]功率半导体模块是把功率半导体器件或芯片按一定的电路结构封装在绝缘壳体内的电力电子装置，其主要功能是实现电力电子功率变换，如电动汽车控制器里把电池直流电变换为驱动电机的交流电，把光伏电池板发的直流电变换为50Hz工频市电，储能应用时把交流市电转换为电池输入的直流电等，是实现能量转换的核心部件。
[0003]鉴于功率模块的关键作用，功率模块封装成成品后，必须要经过相应的成品测试，测试合格品方能应用于电动汽车，光伏，风电发电等系统中。
[0004]功率模块测试项目中，一个重要的项目是导通压降，即模块内部功率芯片处于导通状态下，电流流过被测器件时电流进出各端子之间的电压差，该参数是表征功率模块导通特性的重要指标。功率模块的导通压降的构成分为2个部分：功率器件或芯片自身的导通压降和模块封装寄生电阻上的导通压降。其中，模块封装寄生电阻上的压降除以测试电流之结果即为封装寄生电阻，封装寄生电阻是评价功率模块内部功率互连的重要指标，不可靠的功率互连对功率模块的长期可靠性产生隐患。
[0005]目前功率半导体模块测试业界尚无针对封装寄生电阻的测试方法，一般做法是不测封装寄生电阻，只测试功率模块内部芯片上的导通压降；或者是把封装寄生电阻上的压降和芯片自身导通压降作为整体测试。
[0006]因此，如何实现对封装寄生电阻的高效测试、提高功率模块的可靠性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
[0007]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

[0008]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种功率模块封装寄生电阻测试系统、方法及质量判断方法，用于解决现有技术中封装寄生电阻测试难、无法对功率模块的内部功率互连进行有效评估等问题。
[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种功率模块封装寄生电阻测试系统，所述功率模块封装寄生电阻测试系统包括：
[0010]被测的功率模块，直流电流源，驱动模块及若干信号采样模块；
[0011]所述功率模块包括一个功率芯片，所述功率芯片的电流流入极、电流流出极及控制极分别与所述功率模块的信号端子一一对应连接；所述功率芯片的电流流入极及电流流出极分别通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；各功率互连与对应功率
端子上的等效寄生电阻构成相应的封装寄生电阻；
[0012]所述直流电流源为所述功率模块提供测试电流；
[0013]所述驱动模块为所述功率芯片提供驱动信号；
[0014]各信号采样模块分别获取所述功率芯片及各封装寄生电阻两端的电压。
[0015]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种功率模块封装寄生电阻测试系统，所述功率模块封装寄生电阻测试系统包括：
[0016]被测的功率模块，直流电流源，驱动模块及若干信号采样模块；
[0017]所述功率模块包括N个功率芯片，各功率芯片串联，其中，N为大于1的自然数；第一级功率芯片的电流流入极、最后一级功率芯片的电流流出极及各级功率芯片的控制极分别与所述功率模块的信号端子一一对应连接；相邻两级功率芯片的连接节点分别与所述功率模块的信号端子一一对应连接；所述第一级功率芯片的电流流入极通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；最后一级功率芯片的电流流出极通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；相邻两级功率芯片的连接节点分别通过功率互连与至少一个与所述功率模块的功率端子连接；各功率互连与对应功率端子上的等效寄生电阻构成相应的封装寄生电阻；
[0018]所述直流电流源为所述功率模块提供测试电流；
[0019]所述驱动模块分别为各功率芯片提供驱动信号；
[0020]各信号采样模块分别获取各待测元件两端的电压。
[0021]可选地，所述功率模块为半桥结构。
[0022]更可选地，所述功率芯片为单个功率器件，或者为多个功率器件的串联、并联或串并联结构。
[0023]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种功率模块封装寄生电阻测试方法，所述功率模块封装寄生电阻测试方法包括：
[0024]提供上述功率模块封装寄生电阻测试系统，将所述直流电流源加载在所述功率模块的电流流入极及电流流出极对应的功率端子之间，将所述驱动模块加载在所述功率芯片的驱动信号端子上；
[0025]将第一信号采样模块加载在所述功率芯片的电流流入极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述功率芯片的电流流入极的封装寄生电阻两端的电压；
[0026]将第二信号采样模块加载在所述功率芯片的电流流入极及电流流出极对应的两个信号端子之间，以获取所述功率芯片两端的电压；
[0027]将第三信号采样模块加载在所述功率芯片的电流流出极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述功率芯片的电流流出极的封装寄生电阻两端的电压。
[0028]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种功率模块封装寄生电阻测试方法，所述功率模块封装寄生电阻测试方法包括：
[0029]提供上述功率模块封装寄生电阻测试系统，将所述直流电流源加载在待测元件串联结构两端的功率端子之间，将所述驱动模块加载在各功率芯片的驱动信号端子上；
[0030]将各信号采样模块分别加载在各待测元件两端对应的信号端子或功率端子之间，以分别获取各待测元件两端的电压。
[0031]可选地，对任意一级待测功率芯片及对应封装寄生电阻进行检测时：
[0032]将所述直流电流源加载在所述待测功率芯片的电流流入极及电流流出极对应的两个功率端子之间；所述驱动模块驱动所述待测功率芯片导通，驱动其它级功率芯片关断；
[0033]将第一信号采样模块加载在所述待测功率芯片的电流流入极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述待测功率芯片的电流流入极的封装寄生电阻两端的电压；
[0034]将第二信号采样模块加载在所述待测功率芯片的电流流入极及电流流出极对应的信号端子上，以获取所述待测功率芯片两端的电压；
[0035]将第三信号采样模块加载在所述待测功率芯片的电流流出极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述待测功率芯片的电流流出极的封装寄生电阻两端的电压。
[0036]更可选地，当相邻两级功率芯片的连接节点分别通过功率互连与至少两个所述功率模块的功率端子连接，且对后(N
‑
1)级中任意一级待测功率芯片及对应封装寄生电阻进行检测时：
[0037]将所述直流电流源加载在待测功率芯片的电流流入极及电流流出极对应的两个功率端子之间；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率模块封装寄生电阻测试系统，其特征在于，所述功率模块封装寄生电阻测试系统包括：被测的功率模块，直流电流源，驱动模块及若干信号采样模块；所述功率模块包括一个功率芯片，所述功率芯片的电流流入极、电流流出极及控制极分别与所述功率模块的信号端子一一对应连接；所述功率芯片的电流流入极及电流流出极分别通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；各功率互连与对应功率端子上的等效寄生电阻构成相应的封装寄生电阻；所述直流电流源为所述功率模块提供测试电流；所述驱动模块为所述功率芯片提供驱动信号；各信号采样模块分别获取所述功率芯片及各封装寄生电阻两端的电压。2.一种功率模块封装寄生电阻测试系统，其特征在于，所述功率模块封装寄生电阻测试系统包括：被测的功率模块，直流电流源，驱动模块及若干信号采样模块；所述功率模块包括N个功率芯片，各功率芯片串联，其中，N为大于1的自然数；第一级功率芯片的电流流入极、最后一级功率芯片的电流流出极及各级功率芯片的控制极分别与所述功率模块的信号端子一一对应连接；相邻两级功率芯片的连接节点分别与所述功率模块的信号端子一一对应连接；所述第一级功率芯片的电流流入极通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；最后一级功率芯片的电流流出极通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；相邻两级功率芯片的连接节点分别通过功率互连与至少一个所述功率模块的功率端子连接；各功率互连与对应功率端子上的等效寄生电阻构成相应的封装寄生电阻；所述直流电流源为所述功率模块提供测试电流；所述驱动模块分别为各功率芯片提供驱动信号；各信号采样模块分别获取各待测元件两端的电压。3.根据权利要求2所述的功率模块封装寄生电阻测试系统，其特征在于：所述功率模块为半桥结构。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的功率模块封装寄生电阻测试系统，其特征在于：所述功率芯片为单个功率器件，或者为多个功率器件的串联、并联或串并联结构。5.一种功率模块封装寄生电阻测试方法，其特征在于，所述功率模块封装寄生电阻测试方法包括：提供如权利要求1或4所述的功率模块封装寄生电阻测试系统，将所述直流电流源加载在所述功率模块的电流流入极及电流流出极对应的功率端子之间，将所述驱动模块加载在所述功率芯片的驱动信号端子上；将第一信号采样模块加载在所述功率芯片的电流流入极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述功率芯片的电流流入极的封装寄生电阻两端的电压；将第二信号采样模块加载在所述功率芯片的电流流入极及电流流出极对应的两个信号端子之间，以获取所述功率芯片两端的电压；将第三信号采样模块加载在所述功率芯片的电流流出极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述功率芯片的电流流出极的封装寄生电阻两端的电压。
6.一种功率模块封装寄生电阻测试方法，其特征在于，所述功率模块封装寄生电阻测试方法包括：提供如权利要求2
‑
4任意一项所述的功率模块封装寄生电阻测试系统，将所述直流电流源加载在被测元件串联结构两端的功率端子之间，将所述驱动模块加载在各功率芯片的驱动信号端子上；将各信号采样模块分别加载在各被测元件两端对应的信号端子或功率端子之间，以分别获取各被测元件两端的电压。7.根据权利要求6所述的功率模块封装寄生电阻测试方法，其特征在于：对任意一级待测功率芯片及对应封装寄生电阻进行检测时：将所述直流电流源加载在所述待测功率芯片的电流流入极及电流流出极对应的两个功率端子之间；所述驱动模块驱动所述待测功率芯片导通，驱动其它级功率芯片关断；将第一信号采样模块加载在所述待测功率芯片的电流流入极对应的信号端子和功率端子之间，以获取所述待测功率芯片的电流流入极的封装寄生电阻两端的电压；将第二信号采样模块加载在所述待测功...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，黄建波，
申请(专利权)人：上海林众电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：