一种SIC功率循环测试方法与流程

本发明涉及碳化硅器件测试，更具体地说，是涉及一种sic功率循环测试方法。

背景技术：

1、功率半导体器件又称为电力电子器件(power electronic device)，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)，由现有常见的功率半导体，igbt器件、sic mosfet器件的结构可知，功率模块内部有多种不同材料层组成。由于不同材料在温度变化时对应的膨胀率不同，而频繁的波动会造成不同材料层界面处出现频繁的应力变化，最终导致材料出现应变而退化，这也就表明功率半导体器件在功率频繁变化的工况下是有使用寿命的。

2、为了考核功率半导体器件的可靠性，一般通过一系列可靠性试验近似等效实际工作状态，加速器件的老化进程。功率半导体器件的可靠性试验中，功率循环和温度循环试验是最重要的可靠性试验，功率循环试验是器件可靠性考核中最重要的手段。功率循环试验是通过给半导体器件施加一定的工作电流，电流产生的功率损耗加热被测器件，使其结温达到预设温度。目前，国内外仅有极少的研究单位拥有电流等级低的功率循环试验系统，故现有的利用该设备进行的sic功率循环测试方法，每次能够测试的器件数量较少，效率低下。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种sic功率循环测试方法，该方法能满足碳化硅器件进行大电流测试要求。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种sic功率循环测试方法，采用sic功率循环测试装置，该装置包括测试架体，所述测试架体上固定有器件测试工装，测试电路组件以及电源，所述测试架体上部还设有显示设备、工控机，所述器件测试工装包括固定支撑机构、测试升降驱动机构、绝缘座和绝缘压块，所述绝缘座上间隔固定有探针组a和探针组b，探针组a和探针组b均连接至测试电路组件，所述绝缘压块上设有导通探针，步骤如下：

4、首先、将待测器件放置在绝缘座上，且引脚与探针组a相抵；

5、其次、启动电源，测试升降驱动机构带动绝缘压块下降，并使得绝缘压块上的导通探针的两端分别与待测器件的引脚、探针组b相抵，电源提供的电流依次经过测试电路组件、探针组a、待测器件、探针组b后形成回路；

6、最后、按工控机中预先设定的测试条件进行测试过程，并在显示设备上显示相应的参数，直至测试结束。

7、作为优选方案，所述测试升降驱动机构包括动力组件和压板，所述动力组件固定在固定支撑机构的顶板上，且动力组件的推杆贯穿顶板后通过套柄与压板固定连接，且推杆与套柄之间还设置有压力传感器，所述工控机内预存有多种不同规格的待测器件测试时所需要的压力参数，进行测试时，工控机将相应的压力信息转换成控制信号，使得动力组件对待测器件施加相应的压力，且工控机通过压力传感器获取反馈信息，满足压力条件后，对待测器件通电进行测试。

8、作为优选方案，所述固定支撑机构的中部固定有多工位水冷板，多个绝缘座分别固定在多工位水冷板相应工位处，所述多工位水冷板内还设有冷却管路，所述冷却管路的两端分别连接进水口和出水口，启动电源后，冷却水从进水口进入冷却管路，再从出水口流出。

9、作为优选方案，多个绝缘压块间隔固定在压板的底部，每个绝缘压块与相应的绝缘座的位置对齐，动力组件推动压板带动多个绝缘压块同时下降，且分别与相应的待测器件的引脚、探针组b相抵，工控机控制测试电路组件自动调整各个待测器件的加热电流ih，从而使各个待测器件的结温变化趋向一致，满足试验条件。

10、作为优选方案，所述压板的上部还固定有限位杆，所述顶板上还固定有限位开关，且限位开关的触点贯穿顶板，且与限位杆对齐，压板上升到位后会使得限位杆抵靠限位开关的触点，进而使得压板停止上升。

11、作为优选方案，所述压板的四个角部分别固定有定位杆，所述顶板的四个角部还固定有直线轴承法兰，所述定位杆与直线轴承法兰滑动连接。

12、作为优选方案，沿压板宽度方向的两个定位杆顶部之间还固定有限位块，且其中一个限位块上固定有倒l形的接触板，所述顶板上还固定有行程开关，压板下降到位后会使得行程开关抵靠接触板，进而使得压板停止下降。

13、作为优选方案，所述绝缘座上设有用来放置待测器件的过孔，过孔的一侧设有两个相互间隔的容纳槽，所述探针组a、探针组b分别设置在两个容纳槽内，所述绝缘压块的下端面中部设有凸块，所述导通探针设置在凸块上，且导通探针的长度为两个容纳槽的长度之和。

14、作为优选方案，所述多工位水冷板上每个工位处均设有通孔以及紧靠通孔的限位槽，所述探针组a、探针组b分别设置在通孔内，所述待测器件的本体位于限位槽内，所述冷却管路位于多个限位槽的下部。

15、作为优选方案，所述固定支撑机构还包括固定在测试架体上的下隔板，所述顶板与下隔板通过左侧板和右侧板固定连接，所述左侧板和右侧板的内侧分别固定有左支撑板和右支撑板，且左支撑板和右支撑板之间还固定有中支撑板，所述多工位水冷板固定在左支撑板、中支撑板以及右支撑板的上部，且多工位水冷板的前部固定有前封板，后部固定有插接件安装板。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

17、本发明的方法采用包括固定支撑机构、测试升降驱动机构、绝缘座和绝缘压块等结构构成的器件测试工装，通过测试升降驱动机构，使得绝缘座和绝缘压块能够牢牢的夹持sic器件引脚，即使得器件测试工装内所有试验的器件对应的导通探针、探针组a和探针组b长期稳定可靠地接触配合，满足长时间的大电流通过。

技术特征：

1.一种sic功率循环测试方法，采用sic功率循环测试装置，该装置包括测试架体(1)，所述测试架体(1)上固定有器件测试工装(11)，测试电路组件以及电源，所述测试架体(1)上部还设有显示设备(12)、工控机(13)，其特征在于：所述器件测试工装(11)包括固定支撑机构、测试升降驱动机构、绝缘座(1121)和绝缘压块(1119)，所述绝缘座(1121)上间隔固定有探针组a(1127)和探针组b(1124)，探针组a(1127)和探针组b(1124)均连接至测试电路组件，所述绝缘压块(1119)上设有导通探针(1123)，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述测试升降驱动机构包括动力组件和压板(1117)，所述动力组件固定在固定支撑机构的顶板(1101)上，且动力组件的推杆(1107)贯穿顶板(1101)后通过套柄(1109)与压板(1117)固定连接，且推杆(1107)与套柄(1109)之间还设置有压力传感器(1108)，所述工控机(14)内预存有多种不同规格的待测器件(1122)测试时所需要的压力参数，进行测试时，工控机(14)将相应的压力信息转换成控制信号，使得动力组件对待测器件(1122)施加相应的压力，且工控机(14)通过压力传感器(1108)获取反馈信息，满足压力条件后，对待测器件(1122)通电进行测试。

3.根据权利要求2所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述固定支撑机构的中部固定有多工位水冷板(1120)，多个绝缘座(1121)分别固定在多工位水冷板(1120)相应工位处，所述多工位水冷板(1120)内还设有冷却管路(1130)，所述冷却管路(1130)的两端分别连接进水口(1129)和出水口(1128)，启动电源后，冷却水从进水口(1129)进入冷却管路(1130)，再从出水口(1128)流出。

4.根据权利要求3所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，多个绝缘压块(1119)间隔固定在压板(1117)的底部，每个绝缘压块(1119)与相应的绝缘座(1121)的位置对齐，动力组件推动压板(1117)带动多个绝缘压块(1119)同时下降，且分别与相应的待测器件(1122)的引脚、探针组b(1124)相抵，工控机(14)控制测试电路组件自动调整各个待测器件(1122)的加热电流ih，从而使各个待测器件(1122)的结温变化趋向一致，满足试验条件。

5.根据权利要求1所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述压板(1117)的上部还固定有限位杆(1116)，所述顶板(1101)上还固定有限位开关(1115)，且限位开关(1115)的触点贯穿顶板(1101)，且与限位杆(1116)对齐，压板(1117)上升到位后会使得限位杆(1116)抵靠限位开关(1115)的触点，进而使得压板(1117)停止上升。

6.根据权利要求1所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述压板(1117)的四个角部分别固定有定位杆(1110)，所述顶板(1101)的四个角部还固定有直线轴承法兰(1111)，所述定位杆(1110)与直线轴承法兰(1111)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，沿压板(1117)宽度方向的两个定位杆(1110)顶部之间还固定有限位块(1112)，且其中一个限位块(1112)上固定有倒l形的接触板(1113)，所述顶板(1101)上还固定有行程开关(1114)，压板(1117)下降到位后会使得行程开关(1114)抵靠接触板，进而使得压板(1117)停止下降。

8.根据权利要求1所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述绝缘座(1121)上设有用来放置待测器件(1122)的过孔，过孔的一侧设有两个相互间隔的容纳槽，所述探针组a(1124)、探针组b(1127)分别设置在两个容纳槽内，所述绝缘压块(1119)的下端面中部设有凸块(1131)，所述导通探针(1123)设置在凸块(1131)上，且导通探针(1123)的长度为两个容纳槽的长度之和。

9.根据权利要求1所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述多工位水冷板(1120)上每个工位处均设有通孔(1126)以及紧靠通孔(1126)的限位槽(1125)，所述探针组a(1124)、探针组b(1127)分别设置在通孔(1126)内，所述待测器件(1122)的本体位于限位槽(1125)内，所述冷却管路(1130)位于多个限位槽(1125)的下部。

10.根据权利要求1所述的一种sic功率循环测试方法，其特征在于，所述固定支撑机构还包括固定在测试架体(1)上的下隔板(1105)，所述顶板(1101)与下隔板(1105)通过左侧板(1102)和右侧板(1103)固定连接，所述左侧板(1102)和右侧板(1103)的内侧分别固定有左支撑板(1170)和右支撑板(1190)，且左支撑板(1170)和右支撑板(1190)之间还固定有中支撑板(1180)，所述多工位水冷板(1120)固定在左支撑板(1170)、中支撑板(1180)以及右支撑板(1190)的上部，且多工位水冷板(1120)的前部固定有前封板(1104)，后部固定有插接件安装板(1100)。

技术总结
本发明涉及一种SIC功率循环测试方法，采用SIC功率循环测试装置，该装置的测试架体上固定有器件测试工装，测试电路组件以及电源，测试架体上部还设有显示设备、工控机，器件测试工装包括固定支撑机构、测试升降驱动机构、绝缘座和绝缘压块，绝缘座上间隔固定有均连接至测试电路组件的探针组A和探针组B，绝缘压块上设有导通探针，步骤如下：一、将待测器件放置在绝缘座上，二、启动电源，测试升降驱动机构带动绝缘压块下降，并使得绝缘压块上的导通探针的两端分别与待测器件的引脚、探针组B相抵，三、进行测试，并在显示设备上显示参数。本发明方法利用绝缘座和绝缘压块夹持SIC器件引脚，满足长时间的大电流通过。

技术研发人员：吴志刚,刘年富,陈益敏,魏徕,刘晖
受保护的技术使用者：杭州高裕电子科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15