[实用新型]一种功率半导体芯片测试单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力半导体器件封装测试技术领域，具体涉及一种功率半导体芯片测试单元。

背景技术

压接型大功率半导体器件，如压接型IGBT器件(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，具有功率密度大、双面散热、易于串联以及可靠性高等优点，并己逐步应用于电力系统的高压直流输电、电力机车等高电压、大功率应用场合。随着智能电网的发展，尤其是未来全球能源互联网的构建，压接型大功率半导体器件在电网中的需求量将会越来越大，这也对压接型大功率半导体器件的性能和可靠性提出了严格地要求。

压接型大功率半导体器件一般通过器件间的串联来提高工作电压、通过器件内部多芯片并联来提高单个器件的电流。图1为压接型大功率半导体器件的内部截面示意图，如图所示，压接型大功率半导体器件包括多个并联的子模组，各子模组分别由集电极侧钼片21、半导体芯片22、发射极侧钼片23、银垫片24直接接触组成，通过外部施加压力使各子模组的各构件之间保持良好地电气与机械接触。当测试压接型大功率半导体器件的半导体芯片22的性能，尤其是测试单个半导体芯片22的性能时，子模组中各个构件之间存在与压力、温度等因素有关的接触热阻和接触电阻会对测试结果产生一定的影响。同时，子模组的封装管壳一般采用冷压焊的方法密封，对大量半导体芯片22进行性能测试时，必须破坏封装管壳逐个测试，测试步骤复杂、工作量大，不利于对大批量压接型大功率半导体器件进行性能串联。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种功率半导体芯片测试单元。

本实用新型的技术方案是：

所述测试单元包括集电极(1)、被测芯片子模组(2)、PCB板(3)、固定框架(4)和发射极(5)；

所述集电极(1)和发射极(5)的外部侧壁上分别设置有集电极限位凹槽(11)和发射极限位凹槽(51)，所述固定框架(4)的内部侧壁上设置有限位凸台(42)；

所述集电极(1)、被测芯片子模组(2)、PCB板(3)和发射极(5)顺次叠放在所述固定框架(4)内，且所述限位凸台(42)嵌入在所述集电极限位凹槽(11)和发射极限位凹槽(51)内。

进一步地，本方面提供一个优选技术方案为：所述测试单元还包括散热器；所述散热器分别固定在所述集电极(1)的上表面和所述发射极(5)的下表面；

所述集电极(1)的上表面设置有集电极定位凹槽(12)，用于嵌入所述散热器的定位销；

所述发射极(5)的下表面设置有发射极定位凹槽(52)，用于嵌入所述散热器的定位销。

进一步地，本方面提供一个优选技术方案为：所述被测芯片子模组(2)包括集电极侧钼片(21)、功率半导体芯片(22)、发射极侧钼片(23)、垫片(24)和塑料框架(25)；

所述集电极侧钼片(21)、功率半导体芯片(22)、发射极侧钼片(23)和垫片(24)顺次叠放在所述塑料框架(25)内；

所述集电极侧钼片(21)与所述集电极(1)直接接触，所述垫片(24)与所述发射极(5)直接接触。

进一步地，本方面提供一个优选技术方案为：所述被测芯片子模组(2)还包括弹簧引针(26)；

所述塑料框架(25)包括一个弹簧引针通道(27)；所述弹簧引针(26)设置在弹簧引针通道(27)内，弹簧引针(26)的一端与所述功率半导体芯片(22)的门极直接接触，另一端与所述PCB板(3)直接接触。

进一步地，本方面提供一个优选技术方案为：所述PCB板(3)上焊接有一个引线端子(31)，所述固定框架(4)的侧壁上还设置有预留窗口(41)；

所述引线端子(31)与所述预留窗口(41)相对应，所述被测芯片子模组(2)的驱动信号线通过所述预留窗口(41)与所述引线端子(31)连接。

进一步地，本方面提供一个优选技术方案为：

所述固定框架(4)为环氧树脂框架。

与最接近的现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种功率半导体芯片测试单元，通过设置集电极限位凹槽11、发射极限位凹槽51和限位凸台42，可以固定集电极1、被测芯片子模组2、PCB板3和发射极5，限制测试单元内各部件的纵向位移而只存在轴向位移，不仅利于对被测芯片子模组2进行随时拆卸和压力加载，还能保证在多次测试过程测试单元内各部件的位置相对固定。

附图说明

图1：压接型大功率半导体器件的内部截面示意图；