一种防氧化的功率器件DBC高温测试工装的制作方法

本技术涉及dbc板检测，尤其是一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装。

背景技术：

1、在igbt模块封装设计中，承载igbt芯片以及二极管芯片的dbc基板(directbonding cooper,简称dbc)的设计是igbt模块结构设计的关键技术，dbc基板的材质选择、版图设计等各种设计因素直接影响到igbt模块在完成封装制造之后的各项电气性能的优劣。

2、随着igbt(绝缘栅双极性晶体管)模块应用的范围越来越广，尤其是在电动汽车、大功率功放领域，igbt模块的稳定性越来越重要。igbt模块内部电路为高温焊接工艺制造而成，即将igbt芯片和二极管芯片焊接到dbc基板上，然后通过焊接键合线实现芯片和二极管之间的电性连接，这种焊接后的整个统称为“dbc”。igbt芯片在工作中会持续开通和关断，这种状态芯片会发热，这些热量无法快速散到芯片外部，热量就会累计到芯片处，累计到一定程度后芯片局部会出现高温，过高的温度会增加焊接位置开裂的风险，进而导致芯片寿命缩短。因此，igbt模块封装设计制造公司会在dbc焊接工艺后，在封装灌胶工艺前进行芯片加热状态下的开通和关断测试，将焊接有问题的dbc筛选出来，从而提高igbt模块封装后的良率。

3、dbc加热测试的温度通常在125℃至175℃之间，在这个温度范围的dbc暴露在空气中表面的铜会被空气中的氧气氧化，会影响模块后续的键合线焊接工艺，以至于影响整个模块的寿命。因此亟需一套能解决高温测试过程防氧化的装置。

4、目前市面上常规有防氧化功能的加热测试工装大都比较小，被测试芯片尺寸一般不超过20mm*20mm，加热温度不超过100℃。工装分为上下两层，上层设有高温气路管道和散气流道，散气流道四周有密封垫，下层按照芯片尺寸开槽，并预留电气连接引脚和出气孔。上下两层有对应的卡扣及卡槽，可以将两层扣合。其加热方式为将氮气加热到100℃，通过气路连接到测试工装上，测试工装上加工有气体流道，被加热后的氮气通过流道输送到被测芯片位置，将芯片加热。

5、会存在一下问题：

6、-受高温气管能承受最高温度及成本影响，保证测试经济性的情况下，氮气被加热的温度不宜过高，通常只能加热到100℃以下。

7、-加热器加热氮气，氮气再通过管路给芯片加热的方式中间过程有热损失，热转换效率低。

8、-受氮气加热温度及热转换效箱体率低因素的影响，工装内部同时进行加热测试的器件数量通常不能超过1个，可加热数量少。

9、-该工装多为精密加工，加工成本高。

10、为此，我们提出一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，通过加热模块接触式对dbc板进行高温加热，提高了加热效率，同时通过两个氮气入口向密封罩内输入氮气，一方面提高了防氧化效果，另一方面还能对过热的dbc板进行快速降温，具有很强的实用性。

2、本实用新型所采用的技术方案如下：

3、一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，主要包括从上往下依次设置的测试模块、半密封模块和加热模块；

4、所述半密封模块中通过支架放置有待测的dbc板；

5、所述测试模块包括测试模块基板，以及设置在测试模块基板上对dbc板进行测试的测试探针；

6、所述半密封模块为上下端敞口结构且具备垂直升降功能，能够间歇与测试模块接触；

7、所述加热模块具备垂直升降功能和加热功能，能够间歇位移至半密封模块中，对dbc板进行加热并顶起dbc板与测试探针进行接触测试；

8、所述测试模块上还设置有向半密封模块内释放氮气的第一氮气入口，同时半密封模块上还设置有第二氮气入口。

9、其进一步特征在于：

10、所述测试模块还包括与设备内部电性连接的电气接口。

11、所述第一氮气入口的位置与被测试dbc板中心位置一致。

12、所述加热模块包括从上往下依次设置的加热块和隔热板，加热块上安装有电偶，加热块包括上加热板和下加热板，上加热板和下加热板之间内置加热器，电偶包括dbc测温电偶和加热板测温电偶。

13、所述加热模块的下端连接有第一升降平台，第一升降平台包括多个第一气缸，以及连接在多个第一气缸上的同一个第一安装板，隔热板固定于第一安装板上。

14、所述半密封模块包括密封罩，和连接在密封罩内壁上的多个固定dbc板的支架，支架包括纵横分布的第一支架和第二支架。

15、所述半密封模块的下端连接有第二升降平台，第二升降平台包括第二安装板，以及连接在第二安装板下端的多个第二气缸，且第二安装板与密封罩固定连接，通过第二升降平台控制半密封模块间歇与测试模块进行接触。

16、所述第二安装板上预留加热模块的活动通孔以及设置有方便排气的排气通道。

17、所述半密封模块上端设置有提高密封效果的密封条。

18、所述加热模块上设置有与支架相对应的支架槽。

19、本实用新型的有益效果如下：

20、本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过加热模块接触式对多个dbc板同时进行高温加热，提高了加热效率，同时通过两个氮气入口向密封罩内输入氮气，一方面提高了防氧化效果，另一方面还能对过热的dbc板进行快速降温，具有很强的实用性。

21、同时，本实用新型还具备如下优点：

22、本申请的技术方案加热温度最高能达到200℃。

23、本申请的技术方案加热方式是接触式加热，即加热源直接给dbc板加热，没有中间转化流程，因此热转换效率高。

24、本申请的技术方案可以同时加热多个dbc板，由于加热效率高，被加热的dbc板尺寸可以比较大。

25、本申请的技术方案加工精度要求不高，所以材料的加工成本很低。

技术特征：

1.一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，主要包括从上往下依次设置的测试模块(5)、半密封模块(4)和加热模块(3)；

2.如权利要求1所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述测试模块(5)还包括与设备内部电性连接的电气接口(504)。

3.如权利要求1所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述第一氮气入口(503)的位置与被测试dbc板(404)中心位置一致。

4.如权利要求1所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述加热模块(3)包括从上往下依次设置的加热块(302)和隔热板(301)，加热块(302)上安装有电偶，加热块(302)包括上加热板(3022)和下加热板(3021)，上加热板(3022)和下加热板(3021)之间内置加热器，电偶包括dbc测温电偶(303)和加热板测温电偶(304)。

5.如权利要求4所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述加热模块(3)的下端连接有第一升降平台(1)，第一升降平台(1)包括多个第一气缸(101)，以及连接在多个第一气缸(101)上的同一个第一安装板(102)，隔热板(301)固定于第一安装板(102)上。

6.如权利要求1所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述半密封模块(4)包括密封罩(401)和连接在密封罩(401)内壁上的多个固定dbc板(404)的支架，支架包括纵横分布的第一支架(405)和第二支架(403)。

7.如权利要求6所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述半密封模块(4)的下端连接有第二升降平台(2)，第二升降平台(2)包括第二安装板(202)，以及连接在第二安装板(202)下端的多个第二气缸(201)，且第二安装板与密封罩(401)固定连接，通过第二升降平台(2)控制半密封模块(4)间歇与测试模块(5)进行接触。

8.如权利要求7所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述第二安装板(202)上预留加热模块(3)的活动通孔以及设置有方便排气的排气通道(a)。

9.如权利要求1所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述半密封模块(4)上端设置有提高密封效果的密封条(406)。

10.如权利要求6所述的一种防氧化的功率器件dbc高温测试工装，其特征在于：所述加热模块(3)上设置有与支架相对应的支架槽(b)。

技术总结
一种防氧化的功率器件DBC高温测试工装，包括测试模块、半密封模块和加热模块；半密封模块中通过支架放置有待测的DBC板；测试模块包括测试模块基板，以及设置在测试模块基板上对DBC板进行测试的测试探针；半密封模块为上下端敞口结构且具备垂直升降功能，能够间歇与测试模块接触；加热模块具备垂直升降功能和加热功能，能够间歇位移至半密封模块中，对DBC板进行加热并顶起DBC板与测试探针进行接触测试。本技术结构紧凑、合理，操作方便，通过加热模块接触式对DBC板进行高温加热，提高了加热效率，同时通过两个氮气入口向密封罩内输入氮气，一方面提高了防氧化效果，另一方面还能对过热的DBC板进行快速降温，具有很强的实用性。

技术研发人员：梁林杰,张文亮,孙元鹏,张军辉,佘超群
受保护的技术使用者：山东阅芯电子科技有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/13