本发明专利技术提供了一种功率芯片功率循环试验装置及方法，该试验装置包括由上至下依次设置的压装组件、电极组件、芯片定位组件以及换热底座；芯片定位组件具有用于安装待测芯片的DCB衬底，DCB衬底的底部与换热底座接触，换热底座上设置有温度传感器，电极组件具有多个弹性探针，弹性探针正对DCB衬底所在的区域。基于本发明专利技术的技术方案，基于DCB衬底与弹性探针电极设计出针对芯片级样本的功率循环试验装置，开发了简易的工装实现样本的电气和散热接触路径连接，进而实现针对芯片样本的功率循环试验并保证试验结果的准确性；并且在DCB衬底的散热路径上叠加散热界面材料，调整散热路径上总体热阻值，使芯片结温满足试验需求。使芯片结温满足试验需求。使芯片结温满足试验需求。
【技术实现步骤摘要】
功率芯片功率循环试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及功率芯片测试
，特别地涉及一种功率芯片功率循环试验装置及方法。
技术介绍
[0002]随着技术发展，大功率芯片的应用越发广泛。在大功率芯片投入应用之前，需要对大功率芯片的可靠性进行验证，以保证芯片在使用中的可靠性。功率半导体器件级功率循环试验是通过给器件施加电应力和热应力，对器件键合点、芯片焊层、基板焊层等封装结构蠕变热疲劳特性的考核。
[0003]功率循环类型分为长周期功率循环和短周期功率循环，器件典型失效，在短周期功率循环退化表现为键合点脱落、焊层分层或脱落比例过大、栅极失效、母排焊点脱落；长周期表现为焊层分层或脱落比例过大、封装结构退化等。
[0004]目前的功率循环试验设备都是应用于器件级功率循环退化考核，没有可直接应用于功率芯片的试验装置。因此，功率芯片无法直接采用现有的功率循环试验装置和方法进行功率循环老化考核。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术中的功率循环试验方案无法直接适用于功率芯片的问题，本专利技术提出了一种功率芯片功率循环试验装置及方法。
[0006]第一方面，本专利技术提出的一种功率芯片功率循环试验装置，包括由上至下依次设置的压装组件、电极组件、芯片定位组件以及换热底座；
[0007]所述芯片定位组件具有用于安装待测芯片的DCB衬底，所述DCB衬底的底部与所述换热底座接触，所述换热底座上设置有温度传感器，所述电极组件具有多个弹性探针，所述弹性探针正对所述DCB衬底所在的区域；
[0008]其中，所述压装组件能够下压推动所述电极组件，以使所述弹性探针的底部与所述DCB衬底上的相应区域接触。
[0009]在一个实施方式中，所述弹性探针包括通流探针与信号采集探针，所述通流探针用于使安装于所述DCB衬底的待测芯片通电，所述信号采集探针用于采集待测芯片的电信号。
[0010]在一个实施方式中，所述电极组件还包括通流电极板，多个所述通流探针穿设在所述通流电极板上的穿孔内并与所述穿孔孔壁接触。
[0011]在一个实施方式中，所述电极组件还包括绝缘包覆层，所述绝缘包覆层由包覆所述通流电极板与所述弹性探针的绝缘材料固化后形成。
[0012]在一个实施方式中，所述压装组件包括升降导向柱、与所述升降导向柱滑动配合的压板、位于所述压板的上方并与所述升降导向柱固定连接的固定板，所述压板还连接有推杆，所述固定板上具有配合所述推杆的穿孔。
[0013]在一个实施方式中，所述升降导向柱的底部固定在所述芯片定位组件或换热底座上，所述压板采绝缘材料制成。
[0014]在一个实施方式中，所述芯片定位组件包括定位板与绝缘材质的定位框，所述定位板上开设有安装口，所述定位框可拆卸地嵌设在所述安装口中，所述DCB衬底安装于所述定位框的定位口内。
[0015]在一个实施方式中，所述定位框中心的所述定位口在所述定位框的下表面所形成的口沿处具有定位台阶，所述定位框能够通过所述定位台阶配合所述DCB衬底的边缘部分，并将所述DCB衬底扣在所述换热底座上。
[0016]在一个实施方式中，所述换热底座上具有散热界面层，所述DCB衬底的底部与所述散热界面层接触。
[0017]第二方面，本专利技术提出的一种功率芯片功率循环试验方法，包括：
[0018]将待测芯片安装至试验装置的芯片定位组件的DCB衬底上；
[0019]使所述试验装置的压装组件下压并推动电极组件，以使所述电极组件的弹性探针接触待测芯片并进行供电；
[0020]获取待测芯片的初始结温数据，调节所述试验装置的散热底座的散热性，以使待测芯片的初始结温数据满足设定值；
[0021]随着试验的进行，持续获取待测芯片结温数据与目标电信号，在所述结温数据与目标电信号变化至超出预设范围后停止试验。
[0022]上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
[0023]本专利技术提供的一种功率芯片功率循环试验装置及方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
[0024]本专利技术的一种功率芯片功率循环试验装置及方法，基于DCB衬底与弹性探针电极设计出针对芯片级样本的功率循环试验装置，开发了简易的工装实现样本的电气和散热接触路径连接，DCB衬底可兼容各种尺寸芯片的贴片安装需求、制样成本低，且不改变芯片本身在功率循环试验中的失效模式与失效机理，进而实现针对各种尺寸的芯片的功率循环试验并保证试验结果的准确性。
附图说明
[0025]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0026]图1显示了本专利技术的试验装置的整体结构的示意图；
[0027]图2显示了本专利技术的试验装置的电极组件的结构示意图；
[0028]图3显示了本专利技术的试验装置的芯片定位组件的定位框的结构示意图；
[0029]图4显示了本专利技术的试验装置的DCB衬底至散热底座的散热结构的示意图。
[0030]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
[0031]附图标记：
[0032]1‑
压装组件，11
‑
升降导向柱，12
‑
压板，13
‑
固定板，14
‑
推杆，2
‑
电极组件，21
‑
弹性探针，211
‑
通流探针，212
‑
信号采集探针，22
‑
通流电极板，23
‑
绝缘包覆层，3
‑
芯片定位组件，31
‑
DCB衬底，32
‑
定位板，33
‑
定位框，331
‑
定位口，332
‑
定位台阶，4
‑
换热底座，41
‑
散热
界面层。
具体实施方式
[0033]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0034]实施例1
[0035]本专利技术的实施例提供了一种功率芯片功率循环试验装置，包括由上至下依次设置的压装组件1、电极组件2、芯片定位组件3以及换热底座4；
[0036]芯片定位组件3具有用于安装待测芯片的DCB衬底31，DCB衬底31的底部与换热底座4接触，换热底座4上设置有温度传感器(热电偶)，电极组件2具有多个弹性探针21，弹性探针21正对DCB衬底31所在的区域；
[0037]其中，压装组件1能够下压推动电极组件2，以使弹性探针21的底部与DCB衬底31上的相应区域接触。
[0038]具体地，如附图图1所示，本专利技术针对芯片级的功率循环实验，设计出相应的试验装置。本专利技术的实验装置首先针对待测芯片设计出芯片定位组件3，利用DCB衬底31作为芯片的载体，芯片通过键合线与DCB衬底31的金属层连接，如附图图4所示，这就解决了芯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种功率芯片功率循环试验装置，其特征在于，包括由上至下依次设置的压装组件、电极组件、芯片定位组件以及换热底座；所述芯片定位组件具有用于安装待测芯片的DCB衬底，所述DCB衬底的底部与所述换热底座接触，所述换热底座上设置有温度传感器，所述电极组件具有多个弹性探针，所述弹性探针正对所述DCB衬底所在的区域；其中，所述压装组件能够下压推动所述电极组件，以使所述弹性探针的底部与所述DCB衬底上的相应区域接触。2.根据权利要求1所述的功率芯片功率循环试验装置，其特征在于，所述弹性探针包括通流探针与信号采集探针，所述通流探针用于使安装于所述DCB衬底的待测芯片通电，所述信号采集探针用于采集待测芯片的电信号。3.根据权利要求2所述的功率芯片功率循环试验装置，其特征在于，所述电极组件还包括通流电极板，多个所述通流探针穿设在所述通流电极板上的穿孔内并与所述穿孔孔壁接触。4.根据权利要求3所述的功率芯片功率循环试验装置，其特征在于，所述电极组件还包括绝缘包覆层，所述绝缘包覆层由包覆所述通流电极板与所述弹性探针的绝缘材料固化后形成。5.根据权利要求1所述的功率芯片功率循环试验装置，其特征在于，所述压装组件包括升降导向柱、与所述升降导向柱滑动配合的压板、位于所述压板的上方并与所述升降导向柱固定连接的固定板，所述压板还连接有推杆，所述固定板上具有配合所述推杆的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张盼，周望君，陆金辉，苗笑宇，罗海辉，任亚东，
申请(专利权)人：株洲中车时代半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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