功率半导体器件的分类系统和分类方法与流程

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种功率半导体器件的分类系统和分类方法。

背景技术：

功率半导体器件，例如igbt管、mos管等等，是一种具有处理高电压，大电流能力的半导体器件，通常用于电能变换和电能控制电路。随着功率半导体器件的广泛应用，目前人们对各种器件的并联需求正在逐步提高。由于功率半导体器件单体之间存在性能参数差异，例如对于igbt管来说，主要是igbt和fwd芯片的导通压降，以及igbt的开通阈值等存在较大差异时，会导致并联后的功率半导体器件均流效果较差，局部发热严重甚至损坏。

因此，人们越来越趋向于在并联前对功率半导体器件进行筛选分类，选择性能参数相近的功率半导体器件并联使用。通常将功率半导体器件的性能参数作为筛选分类的依据，性能参数一般通过以下两种方式获取：厂商出货给客户时所提供的功率半导体器件性能参数一览表，或者厂商在产品(例如外壳、说明书)标注的性能参数值。根据上述的性能参数，客户可以人工进行筛选分类，也可以借助计算机辅助分类。

在现有技术中，借助计算机辅助分类时，所有器件的参数特性和待并联的器件个数需要预先输入到计算机中，计算机根据算法寻找相应个数的性能参数最接近的器件，并给出结果(例如器件的序列号)。客户根据序列号，人工分拣所需的功率半导体器件，进行使用。

然而，由于根据每批次器件的性能参数随机进行分类，从而导致了每次分类后的组之间没有可换性。例如第一次100个匹配完成的25组，和第二次100个匹配完成的25组，没有任何相关性，不可互换。但是这种互换和替代有时候又是必须的。例如同组中一个模块发生了问题要更换，那么这种方式很难找到与正在使用的模块性能相匹配的模块，只有同组模块全部舍弃，或者重新进行匹配。

另外，在现有技术的计算机辅助分类的过程中，还需要预先知道待并联器件的个数。然而，并联器件的个数却经常会因平台的更换而发生改变。单只，两并联，三并联等各种情况都有可能随时发生，因此每种情况都需要根据需求实时调整。然而，根据上述现有技术，选择了三并联就无法用于四并联，而选择四并联用于三并联结果又会导致一个器件多出来。因此，这种分类方法的通用性和灵活性都存在不足。

技术实现要素：

本发明涉及一种功率半导体器件的分类系统和方法，提高了分类区间之间的相关性和执行分类操作的效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种功率半导体器件的分类系统，包括：

分配模块，用于将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，n为大于1的自然数；

读取模块，用于读取功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数；

读取模块和分配模块通信连接，分配模块在收到读取模块所给出的性能参数后，将功率半导体器件与该性能参数所属的区间相互关联。

本发明还提供了一种功率半导体器件的分类方法，包括如下步骤：

将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，n为大于1的自然数；

根据在功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数，将功率半导体器件与该性能参数所属的区间相互关联。

本发明能够将功率半导体器件的性能参数进行分类，并选择性能参数相近的功率半导体器件并联使用，从而保证了功率半导体器件并联后的均流效果。相对于现有技术而言，本发明将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，可以确保同一区间中功率半导体器件的性能都是相接近的，因此使得属于同一区间内的功率半导体器件之间都具有相关性。由于功率半导体器件的性能参数仅和所关联的区间相关，和功率半导体器件的测量批次没有关联，因此属于不同测量批次的功率半导体器件之间也能够进行互换。并且，由于分类时无需预先知道待并联器件的个数，且无论需要多少并联器件都能够适应，因此提高了系统的通用性和灵活性。

作为优选，功率半导体器件的分类系统还包括：识别模块，用于为功率半导体器件设置唯一识别码；

测量模块，用于测量功率半导体器件的性能参数；

由识别模块设置的唯一识别码以及由测量模块测出的性能参数被记录在功率半导体器件所附带的标签上。

与此对应的，功率半导体器件的分类方法，在根据在功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数，将功率半导体器件与该性能参数所属的区间相互关联的步骤之前，还包括如下步骤：

为功率半导体器件设置唯一识别码；

测量功率半导体器件的性能参数；

将同一功率半导体器件的唯一识别码和性能参数记录在功率半导体器件所附带的标签上。

功率半导体器件设置的唯一识别码与其性能参数记录在功率半导体器件的标签上，能够确保功率半导体器件的唯一性，便于识别标签，同时提高了自动化水平。

进一步地，作为优选，功率半导体器件的分类系统，唯一识别码和性能参数的信息共同记录在同一张二维码内；读取模块包括二维码扫描器，二维码扫描器用于扫描二维码来读取唯一识别码和性能参数的信息。

在进行功率半导体器件分类时，在将同一功率半导体器件的唯一识别码和性能参数记录在功率半导体器件所附带的标签上，并将唯一识别码和性能参数的信息共同记录在同一张二维码内。并通过扫描二维码，读取功率半导体器件的唯一识别码和性能参数的信息。

二维码的图形面积较小却能够传播较大的信息量，由于二维码采用了高密度编码，因此其信息容量是普通条码信息容量的几十倍。另外，相较于普通条形码，二维码，可以将图片、声音、签字等数字化信息进行编码，更广的编码范围能够丰富性能参数的录入方式，减少性能参数录入时的出错率。

扫描二维码的读取方式操作方便，并且可以将分类扫描的操作与产品入库扫描合二为一，在实现功率半导体器件分类的同时，简化了操作工序，提高了效率。

更进一步地，作为优选，功率半导体器件的分类系统，还包括分拣机构，分拣机构用于将属于不同区间的功率半导体器件分拣至不同的区域。

在根据在功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数，将功率半导体器件和所属的区间相互关联的步骤之后，功率半导体器件的分类方法还包括如下步骤：

将属于不同区间的功率半导体器件分拣至不同的区域。

分拣机构能够将属于不同区间的功率半导体器件分拣至不同的区域，相较于人工分拣而言提高了效率，不易产生错误，特别适用于大批量生产制造的场景。

另外，作为优选，设置多种性能参数且根据性能参数而设定具有不同的固定数值范围的区间。

根据多种性能参数而设定的不同的区间使得分类更加细致，任意一个区间可以包括多个性能参数，提高了区间的关联性，便于功率半导体器件的互换。另外，任意一个功率半导体器件也可以属于多个区间，任意一区间的功率半导体器件数量也可以不受限制，因此可以单只，可以两并联、三并联等，增加了操作的灵活性，用户可以根据不同的需求选择不同的区间下的功率半导体器件。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的功率半导体器件的分类系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施方式的功率半导体器件的分类方法的流程图。

附图标记说明：

1-分配模块；2-读取模块；3-识别模块；4-测量模块；5-分拣机构；5a-气缸；5b-推杆；5c-分拣口；6-传送带；7-入货口。

具体实施方式

实施方式一

本发明的第一实施方式提供了一种功率半导体器件的分类系统。参见图1所示，包括：

分配模块1，用于将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，n为大于1的自然数；

读取模块2，用于读取功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数；

读取模块2和分配模块1通信连接，分配模块1在收到读取模块2所给出的性能参数后，将功率半导体器件与该性能参数所属的区间相互关联。

其中，性能参数可以有多种选择，具体来说，性能参数可以包括功率半导体器件的电性能参数，例如电压、电流等。

下面仅以本实施方式的情况为例介绍一种可能的功率半导体器件的分类系统的运行方式。需要说明的是，下面所介绍的运行方式并不是唯一的，可以根据需求，在本领域普通技术人员的经验范围内改动和更换。

以采用了1in1的igbt器件为例，其器件共有2个特性参数，即vsat-c1(饱和压降)和vf-c1(正向压降)。

在本实施方式中，以vsat-c1为分类依据，而忽略vf-c1参数。则在vsat-c1参数的取值范围，也就是150-250的范围内，以10个单位为间距进行区间分割如下：

150-160；160-170；170-180；180-190；190-200；200-210；210-220；220-230；230-240；240-250。

n＝10，共10个区间，区间的开闭情况根据实际使用选择，在此不作赘述。

分配模块1的设置完成之后，通过读取模块2读取功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数，即可将功率半导体器件分入对应的区间。

例如，某个功率半导体器件的vsat-c1参数为173，其将被分入170-180的组内。与之同组的其他功率半导体器件也都位于这个区间内。

进一步来说，在考虑到vf-c1参数时，可以令两个参数进行排列组合，或者将符合工作需求的区间重点挑选出来，其他区间作为不良品区间统一管理。

显然，作为分类依据的性能参数较多，或者所设置的分类区间的间距较小时，其生成的区间将会增加，因此需要更多次的分拣才能够完成匹配，但可以令位于同组的igbt模块具有更加接近的性能参数。

本领域普通技术人员能够根据实际的需要和个人经验对这些性能参数的区间设置进行取舍。

当需要对100个igbt器件进行4匹配(并联)时，读取模块2可以读取100个器件的性能参数，然后通过计算机根据算法将性能参数相近的4个器件分成一组，共25组，每组包含4个igbt器件。

当某一组中的某个igbt器件需要更换时，可以通过读取模块2，选择与该igbt器件同组的新的igbt器件。十分便利。

在本实施方式中，为了方便功率半导体器件的分类系统的整体运行，提高自动化和工作效率，参见图1所示，可以将分配模块1和读取模块2沿传送带6设置。

为了便于识别标签，参见图1所示，功率半导体器件的分类系统还包括：

识别模块3，用于为功率半导体器件设置唯一识别码；

测量模块4，用于测量功率半导体器件的性能参数；

由识别模块3设置的唯一识别码以及由测量模块4测出的性能参数被记录在功率半导体器件所附带的标签上。功率半导体器件设置的唯一识别码与其性能参数记录在功率半导体器件的标签上，能够确保功率半导体器件的唯一性，便于识别标签，同时提高了自动化水平。

当然，也可以根据实际需要，预先将唯一识别码和性能参数记录在计算机内以生成下述二维码，在这种情况下，不设置识别模块3和测量模块4也是可以的。

同样，本实施方式也通过传送带6来将识别模块3和测量模块4一体化地连接起来，以进一步提高自动化率。具体来说，可以在传送带6的侧部设置有一体化地连接起来的识别模块3和测量模块4。当器件经过时，可以同时完成唯一识别码的设置和测量性能参数的测量。但是，不通过传送带6，也能够基本满足本发明的需求。

在本实施方式中，唯一识别码和性能参数的信息共同记录在同一张二维码内；

读取模块2包括二维码扫描器，二维码扫描器用于扫描二维码来读取唯一识别码和性能参数的信息。

在本实施方式中，可以采用自动贴标机生成标签并将标签贴在对应的器件上，以提高功率半导体器件分类系统的自动化程度。二维码的图形面积较小却能够传播较大的信息量，可以容纳2710个数字或1108个字节，由于二维码采用了高密度编码，因此其信息容量是普通条码信息容量的几十倍。另外，相较于普通条形码，二维码，可以将图片、声音、签字等数字化信息进行编码，更广的编码范围能够丰富性能参数的录入方式，减少性能参数录入时的出错率。

扫描二维码的读取方式操作方便，并且可以将分类扫描的操作与产品入库扫描合二为一，在实现功率半导体器件分类的同时，简化了操作工序，提高了效率。由于二维码扫描器当属于本领域公知技术，此处不作详述。通过扫描标签后计算机按照性能参数进行分类，例如将性能参数为1-5的模块放到a组中，6-10的模块放到b组中，11-15的模块放到c组中，以此类推，进行基于模块性能参数的分类。

功率半导体器件的分类系统还可以包括分拣机构5，分拣机构5用于将属于不同区间的功率半导体器件分拣至不同的区域。

值得一提的是，读取模块2可以与分拣机构5通信连接，从而实现读取和分拣同时执行；读取模块2也可以与分拣机构5先后执行操作，读取模块2读取性能参数后计算机存储信息，当有分拣需求时控制分拣机构5执行操作。

本发明所指的分拣机构5并没有具体的结构限定，因此可以是现有技术中的各种分拣机构5。例如，典型的，参见图1所示，可以设置多个气缸5a作为动力源，与气缸5a连接的推杆5b能够推动功率半导体器件在水平方向上的移动，从而将功率半导体器件分拣至对应的分拣口5c。或者，分拣机构5可以包括机械臂，用以执行分拣动作。优选地，机械臂可以为四轴机械臂或者六轴机械臂。也可以配合使用多个气缸5a和推杆5b将功率半导体器件分拣至对应的分拣口5c。值得一提的是，分拣机构5的具体类型的选择并影响本发明技术目的的实现，可以根据实际的使用需求和经济能力选择，选择分拣机构5或者增加必要的结构。

通过分拣机构5能够将属于不同区间的功率半导体器件分拣至不同的区域，相较于人工分拣而言提高了效率，不易产生错误，特别适用于大批量生产制造的场景。而当功率半导体器件通过传送带6运送时，传送带6的侧部还可以设置有与各区间相对应的多个分拣口5c。另外，分拣机构5可以与分配模块1通信连接，并从分配模块1获得当前的功率半导体器件所关联的区间。

在本实施方式中，参见图1所示，功率半导体器件可以通过传送带6运送至入货口7。

本实施方式给出了一种可能的操作步骤，具体如下：

(1)识别模块3为功率半导体器件设置识别码；

(2)测量模块4测量功率半导体器件的性能参数；

(3)分配模块1将性能参数分为n个区间，n为大于1的自然数；

(4)识别模块3和测量模块4分别将所设置的识别码和所测得的性能参数发送至自动贴标机；

(5)自动贴标机根据收到的数据生成标签并将标签贴在对应的功率半导体器件上；

(6)读取模块2读取功率半导体器件标签上记录的性能参数，发送至分拣机构5；

(7)分拣机构5根据收到的数据，将功率半导体器件运送至相应的分拣口5c，完成分拣操作。

其中，分配模块1可以与读取模块2设置在同一个外壳内，甚至可以与自动贴标机一体设置。或者，读取模块2也可以设置在分拣机构5上，以提高功率半导体器件分类系统的集成化水平。

上述实施方式中提及的各模块，例如分配模块1、读取模块2等，在了解其实现的功能的情况下，其具体构成可以由简单的逻辑电路等构成。

本发明能够将功率半导体器件的性能参数进行分类，并选择性能参数相近的功率半导体器件并联使用，从而保证了功率半导体器件并联后的均流效果。相对于现有技术而言，本发明将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，可以确保同一区间中功率半导体器件的性能都是相接近的，因此使得属于同一区间内的功率半导体器件之间都具有相关性。由于功率半导体器件的性能参数仅和所关联的区间相关，和功率半导体器件的测量批次没有关联，因此属于不同测量批次的功率半导体器件之间也能够进行互换。并且，由于分类时无需预先知道待并联器件的个数，且无论需要多少并联器件都能够适应，因此提高了系统的通用性和灵活性。

实施方式二

本发明的第二实施方式提供了一种功率半导体器件的分类方法，参见图2所示，包括如下步骤：

为功率半导体器件设置唯一识别码；

测量功率半导体器件的性能参数；

将同一功率半导体器件的唯一识别码和性能参数记录在功率半导体器件所附带的标签上。其中，唯一识别码和性能参数的信息共同记录在同一张二维码内；

通过扫描二维码，读取功率半导体器件的唯一识别码和性能参数的信息；

将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，n为大于1的自然数；

根据在功率半导体器件所附带的标签上记录的性能参数，将功率半导体器件与该性能参数所属的区间相互关联；

将属于不同区间的功率半导体器件分拣至不同的区域。

在本实施方式中，可以设置多种性能参数且根据性能参数而设定不同的区间。根据多种性能参数而设定的不同的区间使得分类更加细致，任意一个区间可以包括多个性能参数，因此提高了区间的关联性，便于功率半导体器件的互换。另外，任意一个功率半导体器件也可以属于多个区间，任意一区间的功率半导体器件数量也可以不受限制，因此可以单只，可以两并联、三并联等，增加了操作的灵活性，用户可以根据不同的需求选择不同的区间下的功率半导体器件。

显然，作为分类依据的性能参数较多，或者所设置的分类区间的间距较小时，其生成的区间将会增加，因此需要更多次的分拣才能够完成匹配，但可以令位于同组的igbt模块具有更加接近的性能参数。

本领域普通技术人员能够根据实际的需要和个人经验对这些性能参数的区间设置进行取舍。

当需要对100个igbt器件进行4匹配(并联)时，可以读取100个器件的性能参数，然后通过计算机根据算法将性能参数相近的4个器件分成一组，共25组，每组包含4个igbt器件。

当某一组中的某个igbt器件需要更换时，可以选择与该igbt器件同组的新的igbt器件，十分便利。

功率半导体器件设置的唯一识别码与其性能参数记录在功率半导体器件的标签上，能够确保功率半导体器件的唯一性，便于识别标签，同时提高了自动化水平。相对于现有技术而言，本发明能够将功率半导体器件的性能参数进行分类，并选择性能参数相近的功率半导体器件并联使用，从而保证了功率半导体器件并联后的均流效果。

在本发明中，将功率半导体器件的性能参数分为n个区间，可以确保同一区间中功率半导体器件的性能都是相接近的，因此使得属于同一区间内的功率半导体器件之间都具有相关性。由于功率半导体器件的性能参数仅和所关联的区间相关，和功率半导体器件的测量批次没有关联，因此属于不同测量批次的功率半导体器件之间也能够进行互换。并且，由于分类时无需预先知道待并联器件的个数，且无论需要多少并联器件都能够适应，因此提高了系统的通用性和灵活性。

在本实施方式中，为了方便功率半导体器件的分类系统的整体运行，提高自动化和工作效率，功率半导体器件可以通过传送带6运送，并且可以采用自动贴标机生成标签并将标签贴在对应的器件上，以提高功率半导体器件分类系统的自动化程度。当功率半导体器件通过传送带6运送时，传送带6的侧部还可以设置有与各区间相对应的多个分拣口5c。可以通过机械臂执行分拣动作，也可以使用气缸5a将功率半导体器件推入对应的分拣口5c。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。