两种要求相互矛盾，如何解决是本夹具设计的关键。
[0024]释放状态:参见图1和图3，当气缸在下位时，元件与夹紧电极不接触，在两个复位弹簧12的作用下，以电极隔离板10为基础板的可上下滑动部分处于下位。每个测试电极的两个相对的弹性导电板16在扭转弹簧18的作用下，其下部向两侧张开。弹性导电板16上加工的方形槽为下大上小的锥形槽，可使两个弹性导电板16下部张开的角度较大，以便模块垂直电极片进入。此时楔形接触电极14与两个弹性导电板16上部脱离。
[0025]夹紧状态:参见图2和图4，当气缸工作推举被测模块3向上运动到使定位板4接触到限位支撑导向柱8时，以电极隔离板10为基础板的可上下滑动部分沿限位支撑导向柱8导向向上运动，此时被测模块垂直电极片已进入到两个弹性导电板16中间，并且上下相对位置固定，可避免由于上下相对运动对电极片产生划痕。随着气缸向上运动，当两个弹性导电板16上部与楔形接触电极14接触后，在楔形作用下两个弹性导电板16上部被向外撑开，在杠杆原理作用下两个弹性导电板16的下部收紧，最终将被测模块垂直电极片夹紧，当向上运动使定位环21接触到上固定板1时，夹紧运动停止，保证夹紧力在要求的范围内。当被测模块垂直电极片被夹紧后，可开始测试，大电流通过大电流引出电极17 —铜锣钉一楔形接触电极14 —弹性导电板16 —被测模块垂直电极片进入内部芯片，从而实现在不损伤测模块垂直电极片条件下的大电流测试。
[0026]2)信号取样工作原理
[0027]对于功率半导体模块大电流测试的主要目的是测量元件的通态压降，而压降信号的取样点位置十分重要，如果在大电流导电极上取样，会将导电极上的压降取出，造成测试结果偏大。为此需另设置电压取样通路，并且要求取样点尽可能靠近模块垂直电极的根部，以便准确测量。
[0028]具体工作过程如下:
[0029]在释放状态:参见图1和图3，每个测试位其中一个弹性导电板16外侧位置设置一个弹性测试电极20，在扭转弹簧18的作用下，两个相对的弹性导电板16下部向两侧张开，其中一个向外推弹性测试电极20，使弹性测试电极20的下端紧靠测试电极保护板9加工的方槽下沿处，可方便模块垂直电极进入，另外测试电极保护板9加工的方槽可保护弹性测试电极20的下端。
[0030]夹紧状态:参见图2和图4，随着气缸向上运动，当两个弹性导电板16上部与楔形接触电极14接触后，两个弹性导电板16下部逐渐靠近被测模块的电极，由于弹性测试电极20较长，因此弹性测试电极20的下端银触点首先接触到被测模块电极根部，然后弹性测试电极20停止移动，弹性导电板16下端继续收紧则脱离弹性测试电极20 ;随着模块继续向上运动，测试信号引出探针15收缩直至整个系统到位停止。这样电压测量取样信号通过被测模块垂直电极片一弹性测试电极20 —测试信号引出探针15 —引出导线测出。
[0031]3)绝缘耐压的设计
[0032]对于功率半导体模块还需要进行高电压测试，因此本夹具必须进行绝缘耐压方面的设计，主要采用隔离和增大绝缘距离的方法，首先在上固定板1、电极隔离板10和测试电极保护板9上加工有方形或锥形方槽，各个测试电极导电部镶嵌其中，使各个电极隔离。在扭转弹簧固定板11上相邻电极之间采用开槽的方案以增加绝缘距离，经过以上措施很好的解决了各电极间绝缘耐压。
[0033]3.实际效果
[0034]目前该夹具已完成样机组装，实际使用效果良好，模块电极片无划痕现象，试验电流最大可通过峰值为1500A的单次正弦半波电流，导电片及模块电极片无打火现象，试验电压可达到3000V直流，无击穿现象。对于导电极片和外形尺寸较大的模块，可相应增大弹性导电板的尺寸和电极间的距离，可进一步提高通流和耐电压的能力。
[0035]4.结论
[0036]通过本实用新型设计，很好的解决了直插式功率半导体模块大电流出厂测试的问题，还可应用于导电片与底板平行的模块在电极未折弯前的中间测试，可较早剔除不合格模块，提高最终出厂产品合格率。
[0037]另外本实用新型设计的电极夹紧及信号取样总成机构，可单独加工成针对直插式模块的适配器应用于模块综合测试台上，提高扩大模块综合测试台的应用范围。
【主权项】
1.直插式功率半导体模块测试夹具，包括上固定板(1)、支撑杆(2)、定位板(4)、模块升降台(5)、底板￠)、三轴气缸(7)、电极夹紧及信号取样机构总成；模块升降台(5)上设有被测模块⑶；其特征在于:上固定板(1)、支撑杆(2)、底板(6)构成基本的门式方框结构，底板(6)上设有三轴气缸(7)，三轴气缸(7)上固定有模块升降台(5)，模块升降台(5)用于托举被测模块(3)上下运动，模块升降台(5)上设有定位板(4)，用于被测模块的定位，上固定板(1)上设有电极夹紧及信号取样机构总成。2.如权利要求1所述的直插式功率半导体模块测试夹具，其特征在于:电极夹紧及信号取样机构总成，由限位支撑导向柱(8)、测试电极保护板(9)、电极隔离板(10)、扭转弹簧固定板(11)、复位弹簧(12)、扭转弹簧固定卡(13)、楔形接触电极(14)、测试信号引出探针(15)、弹性导电板(16)、大电流引出电极(17)、扭转弹簧(18)、行程螺钉(19)、弹性测试电极(20)、定位环(21)组成，两个限位支撑导向柱(8)通过螺纹固定在电极隔离板(10)上，在电极隔离板(10)下固定有取样电极保护板(9)，扭转弹簧固定板(11)固定在电极隔离板(10)上；两个行程螺钉(19)通过螺纹固定在电极隔离板(10)上，并穿过上固定板(1)后由双螺母反上紧定位，从而使电极隔离板(10)及在其上固定的各个零件作为可运动部分与上固定板(1)连接；两个复位弹簧(12)套在两个行程螺钉(19)上；在对应模块垂直电极片的位置，扭转弹簧固定板(11)上开有与垂直电极片平行的两根长条槽，槽的长度与宽度与弹性导电板(16)相对应；两个弹性导电板(16)穿过长条槽，并且两个弹性导电板(16)中间相对位置加工有向内横向的弯片，弯片横跨在长条槽上，使弹性导电板(16)定位在扭转弹簧固定板(11)上；在两个弹性导电板(16)中间安装有扭转弹簧(18)，扭转弹簧(18)两端的弹簧丝穿过扭转弹簧固定板(11)上的长条槽，并紧顶在弹性导电板(16)下部内侧；扭转弹簧固定卡(13)穿过扭转弹簧(18)轴心将其固定在扭转弹簧固定板(11)上；弹性测试电极(20)上端穿过扭转弹簧固定板(11)上专为其通过的小横槽，下端沿弹性导电板(16)外侧延伸到测试电极保护板(9)加工的方槽下沿处；测试信号引出探针(15)固定于上固定板(1)上，测试信号引出探针(15)可伸缩的下端与弹性测试电极(20)上端通过锡焊连接；测量信号由测试信号引出探针(15)的上端接导线引出。3.如权利要求1所述的直插式功率半导体模块测试夹具，其特征在于:弹性测试电极(20)的下端镶有银触点。4.如权利要求1所述的直插式功率半导体模块测试夹具，其特征在于:在上固定板(1)的每个垂直电极片对应的位置加工有方形凹槽，铜质楔形接触电极(14)镶嵌于内，并通过铜螺钉与上固定板(1)固定，大电流引出电极(17)固定于铜螺钉的上端；在扭转弹簧固定板(11)上相邻电极之间加工有条形隔离槽。
【专利摘要】本实用新型涉及一种直插式功率半导体模块测试夹具，由下述部分构成：上固定板、支撑杆、底板构成基本的门式方框结构，底板上设有三轴气缸，三轴气缸上固定有模块升降台，模块升降台上设有定位板，模块升降台上设有被测模块，模块升降台托举被测模块上下运动，上固定板上设有电极夹紧及信号取样机构总成。本实用新型可针对直插式模块导电片垂直于底板排列的特点，通过夹具的运动使夹具上的弹性接触电极将模块的各个电极夹紧，达到可靠接触，并进行测试，能避免模块电极损伤，具有进行被测模块大电流下压降测试和高压测试功能。
【IPC分类】H01L21/60, G01R31/26, G01R1/04
【公开号】CN204991656
【申请号】CN201520729150
【发明人】李更生, 肖秦粱, 房齐
【申请人】西安派瑞功率半导体变流技术有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月18日