大功率IGCT器件测试夹具滑台定位机构的制作方法

本实用新型涉及一种用于大功率IGCT器件测试夹具滑台定位机构，可方便的将大功率IGCT器件安放于测试夹具上，并能自动准确与夹具圆柱形加热体实现同心定位。

背景技术：

目前功率半导体器件发展十分迅速，特别是工程化大功率IGCT器件其电流能力已达到5kA，电压达到6.5kV水平，元件芯片直径正向 6英寸发展。IGCT是一种集成门极换向晶闸管，其核心器件是可关断晶闸管GCT，将其与门极驱动电路PCB板集成在一起而形成IGCT。由于IGCT芯片部分体积和重量都较大，同时门极驱动PCB板面积也较大，这样在对IGCT进行性能测试时，由于测试夹具加热体往往深入到夹具机柜内部，测试时必须保证被测器件与圆柱形加热体同心，以往采用测试人员手端被测器件放置到测试夹具中的方法，测试员劳动强度较大，同时不容易对中，容易造成被测器件表面划伤。为此我们在IGCT动态特性测试台配套的测试夹具上设计了大功率IGCT器件测试夹具滑台定位机构。该机构还可应用于其它种类平板型大功率半导体器件测试夹具的对中定位。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种可满足大功率IGCT器件测试中方便放置和取出，同时可与圆柱形加热体自动同心定位机构的一种大功率IGCT器件测试夹具滑台定位机构。

本实用新型的技术解决方案是：一种大功率IGCT器件测试夹具滑台定位机构，包括压力机及上下加热体部分和测试夹具滑台定位机构，压力机及上下加热体部分由油压缸(1)、下固定板(2)、导套(3)、滑动板(4)、导柱(5)、下加热体(6)、上加热体(7)、上固定板(8) 组成，下固定板(2)、导柱(5)、上固定板(8)构成一个门式框架，上固定板上(8)设有上加热体(7)，下固定板(2)下设有油压缸(1)，滑动板(4)通过导套(3)沿着导柱(5)纵向运动；测试夹具滑台定位机构由中心定位柱(10)、元件垫块(11)、滑动托板(12)、托板横梁(13)、三节滑轨(14)、滑轨固定板(15)、对中定位块(16)、弹簧定位珠(17)、弹簧压板(18)、支撑弹簧(19)、上下导向杆(20) 和拉手(21)组成；滑动托板(12)两侧固定在托板横梁(13)上，两侧的托板横梁(13)与三节滑轨(14)的最内侧滑板固定，三节滑轨(14)的最外侧固定在滑轨固定板(15)上，拉手(21)固定在滑动托板(12)最前端的下方，左右两侧滑轨固定板(15)固定在前后两个弹簧压板(18)上，弹簧压板(18)通过四个上下导向杆(20) 与夹具滑动板(4)连接，在上下导向杆(20)上设有支撑弹簧(19)；滑动托板(12)上与被测IGCT器件(9)上的GCT元件对应位置加工有台阶圆孔，元件垫块(11)嵌入圆孔内，元件垫块(11)中心位置设有中心定位柱(10)，被测IGCT器件(9)上的GCT元件中心有对应的定位孔，放置被测IGCT器件(9)时将GCT元件中心的定位孔与定位柱 (10)配合；对中定位块(16)为开口U型，开口向后固定于滑动托板(12)下面，圆弧中心与滑动托板(12)上的台阶圆孔同心，圆弧内径与下加热体(6)外径相对应；U型开口的前端为张开斜角；对中定位块(16)沿横向中心轴方向设有2个螺纹孔，孔内旋入弹簧定位珠(17)；在下加热体(6)沿横向中心轴方向的圆柱面上设有两条竖向直角槽；当滑动托板(12)推入使对中定位块(16)内圆与下加热体(6)外圆贴合时，实现同心定位；同时弹簧定位珠(17)前端的弹性钢球自动嵌入下加热体(6)直角槽内实现定位。

本实用新型可方便的将大功率IGCT器件安放于测试夹具上，并能自动准确与夹具圆柱形加热体实现同心定位。目前本实用新型已应用到IGCT动态特性测试台中，实际效果良好，本实用新型还可应用于其他大功率平板圆形半导体器件测试夹具中，及需要前后移动并中心定位的机械加工、定位安装等领域。

附图说明

图1是本实用新型的结构正视图。

图2是本实用新型的结构侧视图。

图3是滑台定位机构俯视图。

图4是滑台定位机构拉出侧视图。

具体实施方式

本实用新型主要结构由两大部分组成：1部分为压力机及上下加热体；2部分为本实用新型核心部分滑台定位机构(参见说明书附图虚线框部分)。

压力机及上下加热体部分是本实用新型的外围部分，压力机及上下加热体部分由油压缸1、下固定板2、导套3、滑动板4、导柱5、下加热体6、上加热体7、上固定板8组成。

测试夹具滑台定位机构由中心定位柱10、元件垫块11、滑动托板 12、托板横梁13、三节滑轨14、滑轨固定板15、对中定位块16、弹簧定位珠17、弹簧压板18、支撑弹簧19、上下导向杆20和拉手21组成。

1.压力机及上下加热体部分基本工作过程

压力机及上下加热体部分是本设计的外围部分，其压力产生结构由下固定板2、导柱5、上固定板8构成一个门式框架，上固定板8上设有上加热体7，下固定板2下设有油压缸1，由油压缸1向上产生推力，推动滑动板4通过导套3沿着导柱5向上运动，当下加热体6和上加热体 7将被测器件压紧后产生所需压力。

下加热体6和上加热体7内部具有加热功能，可产生测试所需的温度，加热体与机架之间有绝缘材料实现电绝缘。

2.本实用新型核心部分滑台定位机构的设计要点及工作过程：

1)滑台定位机构的前后水平运动

本实用新型主要目的是将被测IGCT器件9方便的放入测试夹具中，由于大功率IGCT器件体积大重量重，并且门极驱动电路PCB板面积也很大，器件直接放入夹具时极不方便，为此设计了可前后滑动的托板，将被测器件放于托板上，再将器件通过托板推入夹具对应位置。

具体设计及工作方式如下：

参见说明书附图，滑动托板12两侧固定在托板横梁13上，两侧的托板横梁13与三节滑轨14的最内侧滑板固定，三节滑轨14的最外侧固定在滑轨固定板15上，滑轨固定板15固定在弹簧压板18之上，拉手21 固定在滑动托板12最前端的下方。当拉出滑板至最外端后，可方便的将被测器件放置于滑动托板12上。

2)滑台定位机构的上下垂直运动

IGCT器件测试时需要施加一定的机械压力，当器件通过推动滑动托板放入夹具后，需要在油压缸推动下向上运动并通过上下加热体对被测器件施加压力，因此此本滑台定位机构必须同时具备上下垂直运动能力。

具体设计及工作方式如下：

左右两侧滑轨固定板15固定在前后两个弹簧压板18上，弹簧压板 18通过四个上下导向杆20与滑动板4连接，上下导向杆20中端设计有定位台阶且下端有螺纹，通过螺母与滑动板4紧固。在上下导向杆20 上套有支撑弹簧19，将整个滑台定位机构顶起，这样通过上下导向杆 20中端的定位台阶可确保在非受力状态下元件垫块11的下端面高于下加热体6的上端面，当滑动托板12水平运动时可确保不与下加热体6 干涉。

在夹具向上推动整个滑台定位机构运动时，当被测IGCT器件9与上加热体7接触后，支撑弹簧19收缩直到元件垫块11接触下加热体6后，被测IGCT器件9开始承受压力。

3)滑台定位机构的中心定位解决方案

IGCT器件是由圆形平板元件GCT与门极驱动电路PCB板组装集合而成，在测试时平板圆形GCT元件必须同心放置于圆柱形下加热体之上，加压后同心的上下加热体对平板元件GCT施加压力，因此本滑台定位机构必须能确保被测器件同心定位。

具体设计及工作方式如下：

滑动托板12上与被测IGCT器件9上的GCT元件对应位置加工有台阶圆孔，元件垫块11嵌入台阶圆孔内，元件垫块11中心位置安装有聚四氟乙烯材质的中心定位柱10，被测IGCT器件9上的GCT元件中心有对应的定位孔，放置被测IGCT器件9时将GCT元件中心的定位孔与定位柱10 配合；对中定位块16为开口U型，开口向后固定于滑动托板12下面，圆弧中心与滑动托板12上的台阶圆孔同心，圆弧内径与下加热体6外径相对应；U型开口的前端设计成张开斜角，以便推入时能方便的将下加热体6导入；对中定位块16沿横向中心轴方向加工有2个螺纹孔，孔内旋入弹簧定位珠17；在下加热体6沿横向中心轴方向的圆柱面上加工有两条竖向直角槽；当滑动托板12推入使对中定位块16内圆与下加热体6外圆贴合时，实现同心定位；同时弹簧定位珠17前端的弹性钢球自动嵌入下加热体6直角槽内实现定位；当被测器件受力挤压时，弹簧定位珠17可沿下加热体6直角槽滑动。这样通过元件中心孔、定位柱10、元件垫块11、滑动托板12台阶圆孔、对中定位块16、下加热体6实现被测器件与上下加热体的同心，并通过弹簧定位珠17实现定位。