一种焊接型IGBT模块的DBC组件的测试工装的制作方法

一种焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装
技术领域
1.本实用新型涉及功率器件测试领域，具体涉及焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装。


背景技术：

2.高压大功率igbt模块做为一种电力电子器件，被广泛应用于工业变频、家用电器、电力牵引、柔性直流输电、光伏接入等工程领域。由于容量大，高压大功率igbt模块一般由多颗igbt芯片(绝缘栅双极型晶体管)与fwd芯片(续流二极管)通过特定的电路桥接封装而成。典型的焊接型igbt模块内部通常在igbt模块进行外壳封装之前，先将igbt芯片和fwd芯片通过焊片将其焊接在dbc基板上，然后再将dbc组件进行后续的键合(完成igbt芯片和fwd芯片键合的dbc基板称为dbc组件)，然后再焊接封装壳体组件，形成完整的igbt模块。igbt模块生产和研究过程中需要进行大量的测试，如在焊接成igbt模块后再进行测试，则有些测试过程中dbc组件的参数无法取得精确数据，因此需要在dbc组件阶段就进行一系列的测试，以提前检查出dbc组件的缺陷，避免因dbc组件的缺陷造成igbt模块的整体失效。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型提供一种焊接型igbt模块的dbc组件测试工装，以在焊接形成igbt模块前对dbc组件进行测试。
4.本实用新型提供一种焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，包括：上盖组件、底板组件和锁扣组件；底板组件包括底板，底板上设置有适于容纳待测dbc组件的容纳仓；上盖组件适于扣合于底板组件，且适于在扣合时从侧部和顶部包围容纳仓；上盖组件一侧适于连接于底板组件，另一侧适于通过锁扣组件紧固于底板组件；上盖组件还包括引出电极组，引出电极组适于在上盖组件扣合于底板组件时电性接触待测dbc组件的相应电极。
5.可选的，上盖组件包括框体，框体包括向下延伸的侧壁，框体的侧壁闭环连接围成一空间，框体的侧壁适于在上盖组件扣合于底板组件时包围容纳仓的侧壁外表面；框体的一侧设置有转轴穿孔座，适于转轴穿过；容纳仓的一侧外壁设置有横向凸出于外壁表面的扭簧轴套，适于容纳连接扭簧，且设置有适于转轴穿过的穿孔；转轴适于穿过扭簧轴套的穿孔和框体的转轴穿孔，以使框体连接于容纳仓；连接扭簧适于转轴穿过穿孔和转轴穿孔时套设于转轴。
6.可选的，框体在转轴穿孔座所在一侧相对一侧的侧壁上设置有锁扣槽；锁扣组件包括锁扣槽和设置于底板上的锁扣；锁扣包括扣合部和固定部，固定部固定连接于底板，扣合部与固定部转动连接，扣合部适于在框体扣合于容纳仓时扣入锁扣槽，使得上盖组件与底板组件扣合紧固。
7.可选的，上盖组件还包括：电极引出板和电极托板；电极引出板的下表面具有多个电极引出槽，各电极引出槽均设置有在厚度方向上贯穿电极引出板的电极引出缝；电极托板上设置有多个电极接入槽和多个电极接入孔；电极组设置于电极引出板和电极托板之
间，电极组中的各电极分别设置于各电极引出槽中，且通过相应的电极引出槽中的电极引出缝伸出电极引出板表面并扣合于电极引出板的上表面；电极托板安装于框体的上表面；电极组中的各电极分别通过各电极接入槽或电极接入孔与待测dbc组件上相应的电极电性连接。
8.可选的，电极引出槽包括集极电极引出槽、发射电极引出槽和栅极电极引出槽，发射电极引出槽位于栅极电极引出槽和集极电极引出槽之间；电极组包括集极电极、栅极电极和发射电极；集极电极适于嵌合于集极电极引出槽中，发射电极适于嵌合于发射电极引出槽中，栅极电极适于嵌合于栅极电极引出槽中；各电极接入槽在电极托板上的位置分别对应各集极电极引出槽在电极引出板上的位置或各发射电极引出槽在电极引出板上的位置；各电极接入孔在电极托板上的位置分别对应各栅极电极引出槽在电极引出板上的位置。
9.可选的，集极电极包括集极电极主外引端、集极电极辅助外引端和连接集极电极主外引端、集极电极辅助外引端的集电极内连部；发射电极包括发射电极主外引端、发射电极辅助外引端和连接发射电极主外引端、发射电极辅助外引端的发射电极内连部；栅极电极包括栅极电极外引端、栅极电极内连端和连接栅极电极外引端、栅极电极内连端的栅极电极内连部；电极引出板的上表面设置有凸出部，集极电极主外引端和发射电极主外引端分别自凸出部的顶端表面伸出电极引出板的上表面，并扣合于电极引出板的上表面；集极电极辅助外引端、发射电极辅助外引端和栅极电极外引端分别自凸出部的侧壁的侧部，并扣合于电极引出板的上表面。
10.可选的，集极电极主外引端、集极电极辅助外引端的形状为u形弯折结构，两个u形弯折结构的弧顶朝向相同，集电极内连部连接两个u形弯折结构的同一侧壁；发射电极主外引端、发射电极辅助外引端的形状为u形弯折结构，两个u形弯折结构的弧顶朝向相同，发射电极内连部连接两个u形弯折结构的同一侧壁。
11.可选的，集极电极辅助外引端、发射电极辅助外引端和栅极电极外引端沿与电极引出板的一侧侧边平行的方向排列。
12.可选的，极电极、栅极电极和发射电极分别通过电极连接件与待测dbc组件电性连接；电极连接件包括辅助电极探针和压簧；压簧为弓形结构。
13.可选的，容纳仓的数量为两个，电极组的数量为两个，两个电极组中的各电极的引出方向相对于电极引出板的中心对称设置。
14.可选的，容纳仓的一侧侧壁上设置有容纳仓进气孔，框体上相应的位置处设置有框体进气孔；两个容纳仓之间的间隔壁上设置有通气孔。
15.可选的，集极电极引出槽和集极电极引出槽之间还设置有凸棱；电极托板上还设置有间隔槽，间隔槽的形状与凸棱的形状匹配，适于凸棱嵌入；间隔槽在电极托板上的位置对应凸棱在电极引出板上的位置。
16.可选的，上盖组件还包括密封圈，容纳仓的侧壁顶端环绕设置有密封槽，密封圈适于在上盖组件扣合于底板组件时填入密封槽，实现容纳仓的密封。
17.可选的，测试工装的长宽尺寸为190mm
×
140mm，高度为35mm～50mm，容纳仓的高度为21mm～33mm。
18.本实用新型的有益效果在于：
19.本实用新型的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，通过上盖组件、底板组件和锁扣组件的相应设置，使得可以在dbc组件焊接成完整的igbt模块前，将待测dbc组件置于容纳仓中，利用测试工装本身替代焊接后的igbt模块封装框体进行测试，利用测试工装来检测验证dbc组件设计和焊接工艺是否存在缺陷，完成对dbc组件封装前的筛选，可以提高igbt模块良品率和可靠性。同时可避免焊接成完整igbt模块后再行测试造成的浪费。并且测试完成后打开锁扣组件即可取出待测dbc组件，测试工装和待测dbc组件仍可继续使用。
20.本实用新型的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，测试工装的尺寸与待测试的dbc组件在测试完成后将要焊接成的igbt模块尺寸一致。满足对dbc焊接组件各种诸如温度或动静态等测试条件的要求，适用多种高压大功率焊接型igbt模块动静态电参数测试的设备，不需要根据测试设备重新配置专用的测试工装。
21.本实用新型的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，集极电极主外引端、集极电极辅助外引端、发射电极主外引端和发射电极辅助外引端的u形弯折结构设置，以及压簧的弓字形结构的设置，使得各电极的电气连接路径短，并且所有外引端结构与常规焊接igbt模块的电极的连接结构一致，因此引入测试回路的寄生电感低，有利于提高测试精度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装上盖组件与底板组件扣合时的立体结构示意图；
24.图2为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的爆炸图；
25.图3为实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装设置有dbc组件时的结构示意图；
26.图4为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的上盖组件的结构示意图；
27.图5为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的上盖组件的爆炸图；
28.图6为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的上盖组件的前视图
29.图7为图6中剖面线处的剖面图；
30.图8为显示本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的电极引出板的下表面的结构示意图；
31.图9为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的框体的结构示意图；
32.图10为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的电极托板的仰视图；
33.图11为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的电极托板
的俯视图；
34.图12为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的电极组中各电极的结构示意图；
35.图13为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的电极连接件的结构示意图；
36.图14为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的安装有锁扣组件的底板组件的结构示意图；
37.图15为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的未安装锁扣组件的底板组件的结构示意图；
38.图16为本实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装的底板组件的正视图；
39.图17为图16中的剖面线的剖面图；
40.图18为实用新型一实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装安装有待测dbc组件的底板组件的俯视图。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
44.实施例1
45.参考图1-图18，本实用新型提供一种焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装。测试工装包括：上盖组件1、底板组件2和锁扣组件。
46.底板组件2包括底板2-1，底板上设置有适于容纳待测dbc组件的容纳仓2-1-2。容纳仓2-1-2中心底部设置有组件设置台2-1-3，用于设置待测dbc组件5
47.上盖组件1适于扣合于底板2-1组件，且适于在扣合时从侧部和顶部包围容纳仓2-1-2。上盖组件1一侧适于连接于底板组件2，另一侧适于通过锁扣组件紧固于底板组件2。上盖组件还包括引出电极组，引出电极组适于在上盖组件1扣合于底板组件2时电性接触待测dbc组件5的相应电极。
48.本实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，通过上盖组件1、底板组件2和锁扣组件的相应设置，使得可以在dbc组件焊接成完整的igbt模块前，将待测dbc组件5置于容纳仓2-1-2中，利用测试工装本身替代焊接后的igbt模块封装框体进行测试，利用测试工装来检测验证dbc组件设计和焊接工艺是否存在缺陷，完成对dbc组件封装前的筛选，可以
提高igbt模块良品率和可靠性。同时可避免焊接成完整igbt模块后再行测试造成的浪费。并且测试完成后打开锁扣组件即可取出待测dbc组件5，测试工装和待测dbc组件5仍可继续使用。
49.一个实施例中，测试工装的长宽尺寸为190mm
×
140mm，高度为35mm～50mm，例如可以为35mm、38mm、40mm、42mm、45mm、48mm、50mm。容纳仓2-1-2的高度为21mm～33mm，例如可以为21mm、24mm、27mm、30mm、33mm。采用这样的尺寸，可以使测试工装的尺寸与测试的dbc组件在测试完成后将要焊接成的igbt模块尺寸一致。例如，通常1700v和3300v规格的igbt模块高度为38mm，4500v和6500v规格的igbt模块高度为48mm。对于其他规格的igbt模块，可以采用其他的测试工装尺寸。因此测试工装的尺寸在上述范围内，可以使得所测的dbc组件在测试工装内与将要焊接成的igbt模块外形基本一致，满足对dbc焊接组件各种诸如温度或动静态等测试条件的要求，适用多种高压大功率焊接型igbt模块动静态电参数测试的设备，不需要根据测试设备重新配置专用的测试工装。
50.进一步的，上盖组件1包括框体1-2，框体1-2包括向下延伸的侧壁，框体1-2的侧壁闭环连接围成一空间，框体1-2的侧壁适于在上盖组件1扣合于底板组件2时包围容纳仓2-1-2的侧壁外表面。框体1-2的一侧设置有转轴穿孔座1-2-2，适于转轴穿过。容纳仓2-1-2的一侧外壁设置有横向凸出于外壁表面的扭簧轴套2-2，适于容纳连接扭簧3，且设置有适于转轴4穿过的穿孔。转轴4适于穿过扭簧轴套2-2的穿孔和框体1-2的转轴穿孔，以使框体1-2连接于容纳仓2-1-2。连接扭簧3适于转轴4穿过穿孔和转轴穿孔时套设于转轴4。
51.本实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，通过框体1-2上的转轴穿孔座1-2-2、容纳仓外壁上的扭簧轴套2-2的设置，使得转轴4可以穿设于其中实现上盖组件1和底板组件2的连接，配合锁扣组件可以实现上盖组件1对底板组件2上的容纳仓2-1-2的扣合覆盖。
52.进一步的，框体1-2在转轴穿孔座1-2-2所在一侧相对一侧的侧壁上设置有锁扣槽(图中未编号)。锁扣组件包括锁扣槽和设置于底板2-1上的锁扣。锁扣包括扣合部2-4和固定部2-3，固定部2-3固定连接于底板2-1，扣合部2-4与固定部2-3转动连接，扣合部2-4适于在框体1-2扣合于容纳仓2-1-2时扣入锁扣槽，使得上盖组件1与底板组件2扣合紧固。当需要打开时，转动扣合部2-4，使之从锁扣槽中脱出，即可打开上盖组件。并且配合连接扭簧3和转轴4，可以实现开锁后自然打开。
53.进一步的，上盖组件1还包括：电极引出板1-1和电极托板1-3。电极引出板1-1的下表面具有多个电极引出槽，各电极引出槽均设置有在厚度方向上贯穿电极引出板的电极引出缝。电极托板1-3上设置有多个电极接入槽1-3-3和多个电极接入孔1-3-2。电极组设置于电极引出板1-1和电极托板1-3之间，电极组中的各电极分别设置于各电极引出槽中，且通过相应的电极引出槽中的电极引出缝伸出电极引出板表面并扣合于电极引出板的上表面。电极托板1-3安装于框体的上表面，具体的，框体1-2内侧上部设置有安装槽1-2-1，电极托板1-3安装于安装槽1-2-1中。电极组中的各电极分别通过各电极接入槽1-3-3或电极接入孔1-3-2与待测dbc组件5上相应的电极电性连接。
54.具体的，电极引出槽包括集极电极引出槽1-1-1、发射电极引出槽1-1-2和栅极电极引出槽1-1-3，发射电极引出槽1-1-2位于栅极电极引出槽1-1-3和集极电极引出槽1-1-1之间。电极组包括集极电极1-4、栅极电极1-6和发射电极1-5。集极电极1-4适于嵌合于集极
电极引出槽1-1-1中，发射电极1-5适于嵌合于发射电极引出槽1-1-2中，栅极电极1-6适于嵌合于栅极电极引出槽1-1-3中。各电极接入槽1-3-3在电极托板1-3上的位置分别对应各集极电极引出槽1-1-1在电极引出板1-1上的位置或各发射电极引出槽1-1-2在电极引出板上的位置。各电极接入孔1-3-2在电极托板上的位置分别对应各栅极电极引出槽1-1-3在电极引出板上的位置。
55.本实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，通过各电极引出槽的设置，可实现各电极在安装时的定位。通过电极引出板、电极托板和电极组的设置，可以实现待测dbc组件上各电极的引出，从而可进行相应的测试。
56.在本实施例中，集极电极1-4、栅极电极1-6和发射电极1-5的材料为表面镀镍的t2铜板。其中铜板厚度可以为0.5mm～1mm，例如为0.5mm、0.8mm、1mm，镀镍层数为两层。
57.进一步的，集极电极1-4包括集极电极主外引端1-4-1、集极电极辅助外引端1-4-2和连接集极电极主外引端1-4-1、集极电极辅助外引端1-4-2的集电极内连部1-4-3。发射电极1-5包括发射电极主外引端1-5-1、发射电极辅助外引端1-5-2和连接发射电极主外引端1-5-1、发射电极辅助外引端1-5-2的发射电极内连部1-5-3。栅极电极1-6包括栅极电极外引端1-6-1、栅极电极内连端1-6-2和连接栅极电极外引端1-6-1、栅极电极内连端1-6-2的栅极电极内连部(图中未标号)。电极引出板的上表面设置有凸出部，集极电极主外引端1-4-1和发射电极主外引端1-5-1分别自凸出部的顶端表面伸出电极引出板1-1的上表面，并扣合于电极引出板1-1的上表面。集极电极辅助外引端1-4-2、发射电极辅助外引端1-5-2和栅极电极外引端1-6-1分别自凸出部的侧壁的侧部，并扣合于电极引出板1-1的上表面。在本实施例中，集极电极辅助外引端1-4-2、发射电极辅助外引端1-5-2和栅极电极外引端1-6-1沿与电极引出板1-1的一侧侧边平行的方向排列。
58.集极电极主外引端1-4-1、集极电极辅助外引端1-4-2的形状为u形弯折结构，两个u形弯折结构的弧顶朝向相同，集电极内连部1-4-3连接两个u形弯折结构的同一侧壁。
59.发射电极主外引端1-5-1、发射电极辅助外引端1-5-2的形状为u形弯折结构，两个u形弯折结构的弧顶朝向相同，发射电极内连部1-5-3连接两个u形弯折结构的同一侧壁。
60.各电极分别通过电极连接件与待测dbc组件5电性连接。电极连接件包括辅助电极探针1-7和压簧1-8。辅助电极探针1-7安装于电极接入孔1-3-2，压簧1-8安装于电极接入槽1-3-3。其中电极接入孔1-3-2和电极接入槽1-3-3均为向内阶梯式下降且中心镂空的孔或槽体，且下方凸出电极托板1-3的下表面。辅助电极探针1-7可以为表面镀金的t型弹簧探针，t型弹簧探针表面镀金的厚度可以为1μm～9μm，例如可以为1μm、3μm、5μm、7μm、9μm。压簧1-8可以为弓形结构，厚度可以为0.1mm～0.9mm，例如可以为0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm。压簧1-8的材料可以为t2铜，表面可以镀银，表面镀银的厚度可以为5μm～15μm，例如可以为5μm、10μm、15μm。
61.本实施例的焊接型igbt模块的dbc组件的测试工装，集极电极主外引端、集极电极辅助外引端、发射电极主外引端和发射电极辅助外引端的u形弯折结构设置，以及压簧的弓字形结构的设置，使得各电极的电气连接路径短，并且所有外引端结构与常规焊接igbt模块的电极的连接结构一致，因此引入测试回路的寄生电感低，有利于提高测试精度。在本实施例中，容纳仓2-1-2的数量为两个，电极组的数量为两个，两个电极组中的各电极的引出方向相对于电极引出板的中心对称设置(参考图5)。
62.通过两个容纳仓、两组电极组中心对称设置的方式，可一次性容纳两个dbc组件(5-1和5-2)，一个测试完成后(例如5-1)，平面旋转180
°
即可立即进行下一个dbc组件的测试(例如5-2)，相比一次测一个dbc组件效率较高。
63.进一步的，容纳仓2-1-2的一侧侧壁上设置有容纳仓进气孔2-1-4，框体1-2上相应的位置处设置有框体进气孔1-2-3。两个容纳仓2-1-2之间的间隔壁上设置有通气孔2-1-5。其中容纳仓进气孔2-1-4和框体进气孔1-2-3的直径可以为2mm～10mm，例如可以为2mm、5mm、8mm、10mm。通气孔2-1-5可以为多个，例如为两个。通气孔2-1-5的直径可以为1mm～5mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm。通气孔2-1-5的位置可以略高于容纳仓进气孔2-1-4的位置，可以高出2mm～4mm，例如2mm、3mm、4mm。通过容纳仓进气孔2-1-4、框体进气孔1-2-3和通气孔2-1-5的设置，可连接外部供气系统，根据需要向容纳仓内填充气体，例如氮气等惰性气体，实现dbc组件测试工装中气氛环境的控制。在其他一些实施例中，也可以接入供液系统，根据需要向容纳仓内填充液体，例如氟油，实现dbc组件的绝缘要求。
64.此外，集极电极引出槽1-1-1和发射电极引出槽1-1-2之间还设置有凸棱1-1-4，电极托板1-3上还设置有间隔槽1-3-4，间隔槽1-3-4的形状与凸棱1-1-4的形状匹配，适于凸棱1-1-4嵌入。间隔槽1-3-4在电极托板1-3上的位置对应凸棱1-1-4在电极引出板1-1上的位置。通过凸棱1-1-4和间隔槽1-3-4的设置，可在集极电极1-4和发射电极1-5之间设置间隔，提高电极之间的爬距，且可以在电极引出板1-1和电极托板1-3安装时起到定位作用。
65.上盖组件1还包括密封圈1-9，容纳仓2-1-2的侧壁顶端环绕设置有密封槽2-1-6，密封圈1-9适于在上盖组件1扣合于底板组件2时填入密封槽2-1-6，实现容纳仓2-1-2的密封。其中密封圈1-9的材料可以为聚四氟乙烯。
66.底板2-1、扭簧轴套2-2、锁扣的固定部2-3和扣合部2-4均为金属件，例如可以为表面镀镍的铝合金，特别是6061铝合金，镀镍厚度为15μm。
67.本实用新型所公开的技术方案已通过实施例说明如上。相信本领域技术人员可通过上述实施例的说明了解本实用新型。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。