本實(shí)用新型涉及一種用于電力半導(dǎo)體芯片通態(tài)壓降測(cè)試用的測(cè)試適配器，可針對(duì)不同電力半導(dǎo)體芯片直徑、門(mén)極區(qū)直徑和保護(hù)膠直徑自適應(yīng)調(diào)整測(cè)試取樣探針位置進(jìn)行測(cè)試，可配套于電力半導(dǎo)體器件常規(guī)測(cè)試壓力夾具中，進(jìn)行電力半導(dǎo)體芯片的通態(tài)壓降測(cè)試。

背景技術(shù)：

目前在電力半導(dǎo)體器件生產(chǎn)領(lǐng)域，有大量的芯片在封裝前需要中間測(cè)試經(jīng)行篩選，同時(shí)電力半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠家市場(chǎng)精細(xì)分工，有相當(dāng)部分生產(chǎn)廠主要采購(gòu)芯片進(jìn)行封裝，而有一部分生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)芯片，供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。近幾年甚至一些國(guó)外半導(dǎo)體公司也開(kāi)始向國(guó)內(nèi)大量采購(gòu)電力半導(dǎo)體芯片，因此對(duì)于電力半導(dǎo)體芯片測(cè)試量越來(lái)越大。

電力半導(dǎo)體芯片在常規(guī)測(cè)試時(shí)需在一定的壓力下進(jìn)行，以往芯片測(cè)試采用的辦法是將芯片放置于成品陶瓷管殼中，作為假封裝元件，將假封裝元件安放到壓力夾具上進(jìn)行測(cè)試；但由于芯片規(guī)格很多，測(cè)試時(shí)需要大量不同規(guī)格的成品陶瓷管殼，造成管殼積壓。另外管殼經(jīng)過(guò)多次使用后，表面平整度下降，影響測(cè)試結(jié)果。另外由于芯片放置于管殼圓形凹槽內(nèi)，取出放入都不方便，造成測(cè)試效率降低。

基于以上原因，芯片生產(chǎn)廠迫切需要一種可自適應(yīng)各種芯片規(guī)格，并且可兼容現(xiàn)有壓力夾具系統(tǒng)的芯片測(cè)試適配器，為此我們研發(fā)設(shè)計(jì)了自適應(yīng)電力半導(dǎo)體芯片測(cè)試適配器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種可滿足電力半導(dǎo)體芯片通態(tài)壓降測(cè)試的自適應(yīng)電力半導(dǎo)體芯片測(cè)試適配器。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：自適應(yīng)電力半導(dǎo)體芯片測(cè)試適配器，包括下墊塊(5)、芯片定位環(huán)(6)、下探針絕緣套(7)、彈簧支撐柱(8)、香蕉插頭(14)、門(mén)極探針絕緣套(15)、上墊塊(16)、陰極測(cè)試引出線(17)、探針絕緣棒固定塊(18)、探針絕緣棒(19)、芯片上壓塊(20)、陰極測(cè)試探針(21)、門(mén)極觸發(fā)探針(22)、緊頂螺絲(24)、滑動(dòng)定位銷(25)。

上墊塊(16)通過(guò)螺釘與陰極壓塊(10)連接；上墊塊(16)中心設(shè)有臺(tái)階孔，上墊塊(16)中心的小孔內(nèi)嵌入門(mén)極探針絕緣套(15)，門(mén)極觸發(fā)探針(22)穿過(guò)門(mén)極探針絕緣套(15)；門(mén)極觸發(fā)引出線(12)焊接到門(mén)極觸發(fā)探針(22)的尾部，將門(mén)極觸發(fā)信號(hào)引至門(mén)極觸發(fā)探針(22)；芯片上壓塊(20)上固定三個(gè)通用香蕉插頭(14)，芯片上壓塊(20)通過(guò)香蕉插頭(14)連接到上墊塊(16)上；芯片上壓塊(20)外徑略小于測(cè)試芯片(9)的保護(hù)膠環(huán)(9-3)內(nèi)徑，芯片上壓塊(20)中心圓形凹槽外徑略小于測(cè)試芯片(9)的門(mén)極區(qū)域(9-2)外徑，上壓塊(20)可根據(jù)測(cè)試芯片尺寸不同而更換；

下墊塊(5)直接放置于陽(yáng)極壓塊(3)上，下墊塊(5)中心設(shè)有臺(tái)階孔，下墊塊(5)中心的小孔內(nèi)嵌入下探針絕緣套(7)，陽(yáng)極測(cè)試探針(23)穿過(guò)下探針絕緣套(7)；陽(yáng)極測(cè)試引出線(1)焊接到陽(yáng)極測(cè)試探針(23)的尾部，將陽(yáng)極測(cè)試信號(hào)引出；下墊塊(5)上面中心區(qū)域均布嵌入三個(gè)彈簧支撐柱(8)；測(cè)試芯片(9)放置于三個(gè)彈簧支撐柱(8)之上；芯片定位環(huán)(6)覆蓋在下墊塊(5)上，并通過(guò)兩側(cè)的緊頂螺絲固定；

上墊塊(16)右側(cè)端面向圓心方向設(shè)有橫向圓形盲孔，在圓形孔的垂直方向設(shè)有橫槽，探針絕緣棒(19)插入圓形孔內(nèi)，探針絕緣棒(19)的前端固定有陰極測(cè)試探針(21)，陰極測(cè)試探針(21)尾部焊接陰極測(cè)試引出線(17)，將陰極測(cè)試信號(hào)引出；探針絕緣棒固定塊(18)通過(guò)螺釘固定在上墊塊(16)右端面；探針絕緣棒(19)穿過(guò)探針絕緣棒固定塊(18)；探針絕緣棒(19)水平方向上設(shè)有方形滑槽，探針絕緣棒固定塊(18)上緊配合固定有滑動(dòng)定位銷(25)，探針絕緣棒(19)通過(guò)滑動(dòng)定位銷(25)和滑槽導(dǎo)向在橫向圓形孔內(nèi)滑動(dòng)；探針絕緣棒(19)內(nèi)外滑動(dòng)時(shí)保持陰極測(cè)試探針(21)垂直，陰極測(cè)試探針(21)位置隨探針絕緣棒(19)移動(dòng)，可自適應(yīng)芯片尺寸保證陰極測(cè)試探針(21)接觸到芯片陰極區(qū)域，當(dāng)陰極測(cè)試探針(21)位置合適后，探針絕緣棒(19)通過(guò)緊頂螺絲(24)固定。

上墊塊(16)中心設(shè)有臺(tái)階孔，其大孔外徑與鑲嵌于陰極壓塊(10)中心孔內(nèi)的門(mén)極引線絕緣套(13)同軸配套，實(shí)現(xiàn)中心同心定位；芯片上壓塊(20)通過(guò)鑲嵌在上墊塊(16)中心小孔內(nèi)的門(mén)極探針絕緣套(15)實(shí)現(xiàn)中心同心定位；下墊塊(5)中心設(shè)有臺(tái)階孔，其大孔外徑與鑲嵌于陽(yáng)極壓塊(3)中心孔內(nèi)的陽(yáng)極探針絕緣套(4)同軸配套，實(shí)現(xiàn)中心同心定位；芯片定位環(huán)(6)內(nèi)徑與下墊塊(5)外徑同軸配套，實(shí)現(xiàn)同心定位；芯片定位環(huán)(6)上面中心位置設(shè)有內(nèi)徑尺寸與測(cè)試芯片(9)外徑相配合的定位圓，實(shí)現(xiàn)同心圓定位；通過(guò)以上同心圓定位保證測(cè)試芯片(9)與上壓塊(20)實(shí)現(xiàn)同心定位。

芯片定位環(huán)(6)上面設(shè)有長(zhǎng)方形槽方便測(cè)試員取放測(cè)試芯片(9)，或者采用真空吸盤(pán)取放測(cè)試芯片(9)，芯片定位環(huán)(6)可根據(jù)測(cè)試芯片(9)尺寸不同而更換。

本實(shí)用新型可針對(duì)不同電力半導(dǎo)體芯片直徑、門(mén)極區(qū)和保護(hù)膠直徑自適應(yīng)調(diào)整測(cè)試取樣探針位置進(jìn)行測(cè)試，可配套于電力半導(dǎo)體器件常規(guī)測(cè)試壓力夾具中，進(jìn)行電力半導(dǎo)體芯片的通態(tài)壓降測(cè)試。本實(shí)用新型完成后現(xiàn)已應(yīng)用到測(cè)試設(shè)備中，完全滿足芯片實(shí)際測(cè)試要求，可滿足不同尺寸規(guī)格芯片的測(cè)試要求，提高了芯片測(cè)試效率，具有極大的推廣前景。

下面通過(guò)附圖說(shuō)明和工作原理對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正視圖。

圖2適配器上部分俯視圖。

圖3適配器上部分右視圖。

圖4適配器下部分俯視圖。

圖5測(cè)試芯片示意圖。

圖6測(cè)試芯片剖視圖。

具體實(shí)施方式

自適應(yīng)適配器具體組成及各部分的連接關(guān)系

整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)(附圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正視圖)，主要分兩大部分：

1)原測(cè)試夾具的陽(yáng)極部分(附圖1中大虛線框外的下部分)依次為：陽(yáng)極測(cè)試引出線1、陽(yáng)極大電流排2、陽(yáng)極壓塊3、陽(yáng)極探針絕緣套4、陽(yáng)極測(cè)試探針23，以上幾部分固定于原夾具的下活動(dòng)絕緣板上；

2)原測(cè)試夾具的陰極部分(附圖1中大虛線框外的上部分)依次為：陰極壓塊10、陰極大電流排11、門(mén)極觸發(fā)引出線12、門(mén)極引線絕緣套13以上幾部分固定于原夾具的上固定絕緣板上。

3)自適應(yīng)適配器部分(參見(jiàn)附圖1中大虛線框以內(nèi)部分、附圖2適配器上部分俯視圖、附圖3適配器上部分右視圖和附圖4適配器下部分俯視圖)，自適應(yīng)適配器陽(yáng)極部分包括下墊塊5、芯片定位環(huán)6、下探針絕緣套7、彈簧支撐柱8；自適應(yīng)適配器陰極部分包括香蕉插頭14、門(mén)極探針絕緣套15、上墊塊16、陰極測(cè)試引出線17、探針絕緣棒固定塊18、探針絕緣棒19、芯片上壓塊20、陰極測(cè)試探針21、門(mén)極觸發(fā)探針22、緊頂螺絲24、滑動(dòng)定位銷25。

4)自適應(yīng)適配器與原夾具連接關(guān)系

自適應(yīng)適配器陰極部分(附圖1中上虛線框部分)，通過(guò)鑲嵌于陰極壓塊10中心孔內(nèi)的門(mén)極引線絕緣套13，實(shí)現(xiàn)與原壓力夾具的陰極壓塊10同心定位，通過(guò)螺釘與陰極壓塊10連接；

適配器陽(yáng)極部分(附圖1中下虛線框部分)，通過(guò)鑲嵌于陽(yáng)極壓塊3中心孔內(nèi)的陽(yáng)極探針絕緣套4實(shí)現(xiàn)與原壓力夾具的陽(yáng)極壓塊3同心定位，并直接放置于陽(yáng)極壓塊3之上。

陽(yáng)極壓塊3可隨壓力夾具上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)陽(yáng)極壓塊3一直向上并擠壓到測(cè)試芯片9后，上壓塊20后可對(duì)測(cè)試芯片9施加測(cè)試所需壓力。

本實(shí)用新型的工作原理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)整體設(shè)計(jì)要求

本設(shè)計(jì)要求：①.能根據(jù)被測(cè)芯片的尺寸自動(dòng)調(diào)整測(cè)試探針位置；②.能自動(dòng)同心定位；③.芯片取放方便；④.能與原壓力夾具方便連接。

為了說(shuō)明本設(shè)計(jì)要求,首先說(shuō)明一下芯片測(cè)試的特殊點(diǎn)，電力半導(dǎo)體芯片一般分晶閘管和整流管，兩者主要區(qū)別在于晶閘管一般在芯片中心有一個(gè)門(mén)極區(qū)域9-2(見(jiàn)附圖5測(cè)試芯片示意圖)，門(mén)極區(qū)9-2外圍為陰極區(qū)域9-1，陰極區(qū)域9-1最外環(huán)有一圈絕緣保護(hù)膠9-3，陰極和門(mén)極的反面為陽(yáng)極區(qū)9-4。

下面主要以晶閘管的通態(tài)壓降測(cè)試項(xiàng)目來(lái)說(shuō)明測(cè)試的要求：對(duì)于晶閘管的通態(tài)壓降測(cè)試，要求在芯片陽(yáng)極9-4到陰極9-1間施加正向電壓，當(dāng)對(duì)被測(cè)芯片門(mén)極9-2施加觸發(fā)脈沖信號(hào)時(shí)，晶閘管導(dǎo)通，規(guī)定的導(dǎo)通電流由芯片陽(yáng)極9-4流向陰極9-1，此時(shí)由接觸到芯片陽(yáng)極9-4和陰極9-1的測(cè)試探針測(cè)試出芯片的通態(tài)管壓降。

2)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)各部分的連接關(guān)系

本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，自適應(yīng)適配器陰極部分(參見(jiàn)附圖1中上虛線框部分、附圖2適配器上部分俯視圖、附圖3適配器上部分右視圖)，上墊塊16中心加工有臺(tái)階孔，其大孔外徑與鑲嵌于陰極壓塊10中心孔內(nèi)的門(mén)極引線絕緣套13同軸配套，實(shí)現(xiàn)中心同心定位；上墊塊16通過(guò)螺釘與原夾具的陰極壓塊10連接；上墊塊16中心的小孔內(nèi)嵌入門(mén)極探針絕緣套15，門(mén)極觸發(fā)探針22穿過(guò)門(mén)極探針絕緣套15；門(mén)極觸發(fā)引出線12焊接到門(mén)極觸發(fā)探針22的尾部，將門(mén)極觸發(fā)信號(hào)引至門(mén)極觸發(fā)探針22；

芯片上壓塊20通過(guò)與鑲嵌在上墊塊16中心小孔內(nèi)的門(mén)極探針絕緣套15實(shí)現(xiàn)中心同心定位；芯片上壓塊20上均布固定三個(gè)通用香蕉插頭14(附圖1中只畫(huà)出一個(gè))，陰極壓塊10上加工有對(duì)應(yīng)的緊配孔，芯片上壓塊20通過(guò)香蕉插頭14連接到上墊塊16上。芯片上壓塊20可方便拔下更換。

上墊塊16右側(cè)端面向圓心方向加工有橫向圓形盲孔，在圓形孔的垂直方向加工有橫槽(參見(jiàn)附圖1本結(jié)構(gòu)正視圖、附圖2適配器上部分俯視圖、附圖3適配器上部分右視圖)，探針絕緣棒19插入圓形孔內(nèi)，探針絕緣棒19的前端固定有陰極測(cè)試探針21，陰極測(cè)試探針21尾部焊接陰極測(cè)試引出線17，將陰極測(cè)試信號(hào)引出；探針絕緣棒固定塊18通過(guò)螺釘固定在上墊塊16右端面；探針絕緣棒19穿過(guò)探針絕緣棒固定塊18；探針絕緣棒19水平方向上加工有方形滑槽，探針絕緣棒19可通過(guò)滑動(dòng)定位銷25和滑槽導(dǎo)向在橫向圓形孔內(nèi)滑動(dòng)；當(dāng)陰極測(cè)試探針21位置固定后，探針絕緣棒19通過(guò)緊頂螺絲24固定。

自適應(yīng)適配器陽(yáng)極部分中(參見(jiàn)附圖1中下虛線框部分，附圖4適配器下部分俯視圖)，下墊塊5中心加工有臺(tái)階孔，其大孔外徑與鑲嵌于陽(yáng)極壓塊3中心孔內(nèi)的陽(yáng)極探針絕緣套4同軸配套，實(shí)現(xiàn)中心同心定位；下墊塊5中心的小孔內(nèi)嵌入下探針絕緣套7，陽(yáng)極測(cè)試探針23穿過(guò)下探針絕緣套7；陽(yáng)極測(cè)試引出線1焊接到陽(yáng)極測(cè)試探針23的尾部，將陽(yáng)極測(cè)試信號(hào)引出；下墊塊5上面中心區(qū)域均布嵌入三個(gè)彈簧支撐柱8(附圖1中只畫(huà)出兩個(gè)示意)；測(cè)試芯片9放置于三個(gè)彈簧支撐柱8之上；芯片定位環(huán)6覆蓋在下墊塊5上，其內(nèi)徑與下墊塊5外徑同軸配套，實(shí)現(xiàn)同心定位；并通過(guò)兩側(cè)的緊頂螺絲固定。

3)自適應(yīng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①在自適應(yīng)機(jī)構(gòu)的上部分中，芯片上壓塊20通過(guò)鑲嵌在上墊塊16中心孔內(nèi)的門(mén)極探針絕緣套15實(shí)現(xiàn)中心同心定位；芯片上壓塊20上固定三個(gè)通用香蕉插頭14(附圖1中只畫(huà)出一個(gè))，芯片上壓塊20通過(guò)香蕉插頭14連接于上墊塊16上；芯片上壓塊20外徑略小于芯片保護(hù)膠環(huán)9-3內(nèi)徑，中心圓形凹槽外徑略小于芯片門(mén)極區(qū)域9-2外徑，上壓塊20可根據(jù)測(cè)試芯片尺寸不同而更換。

②探針絕緣棒固定塊18上緊配合固定有滑動(dòng)定位銷25；探針絕緣棒19水平方向上加工有方形滑槽，探針絕緣棒19可通過(guò)滑動(dòng)定位銷25和滑槽導(dǎo)向在橫向圓形孔內(nèi)滑動(dòng)，可使探針絕緣棒19內(nèi)外滑動(dòng)時(shí)保持陰極測(cè)試探針21垂直，陰極測(cè)試探針21位置可隨探針絕緣棒19移動(dòng)，可自適應(yīng)芯片尺寸保證陰極測(cè)試探針21接觸到芯片陰極區(qū)域9-1，當(dāng)陰極測(cè)試探針21位置合適后通過(guò)緊頂螺絲24固定。

③在自適應(yīng)適配器的下部分中，下墊塊5直接放置于原夾具的陽(yáng)極壓塊3上，通過(guò)鑲嵌于陽(yáng)極壓塊3中心孔內(nèi)的陽(yáng)極探針絕緣套4同軸配套，實(shí)現(xiàn)中心同心定位；芯片定位環(huán)6內(nèi)圓尺寸與下墊塊5外圓尺寸配套并覆蓋其上實(shí)現(xiàn)同心圓定位；在芯片定位環(huán)6上面中心位置加工有內(nèi)徑尺寸與測(cè)試芯片9外徑相配合的定位圓，由于測(cè)試夾具已保證原夾具的陽(yáng)極壓塊3和原夾具的陰極壓塊10同心，因此通過(guò)設(shè)計(jì)一系列同心圓定位可保證測(cè)試芯片9與上壓塊20實(shí)現(xiàn)同心定位。

④下墊塊5上面中心區(qū)域均布嵌入三個(gè)彈簧支撐柱8(附圖1中只畫(huà)出兩個(gè)示意)具有彈性伸縮功能，當(dāng)測(cè)試芯片9置于彈簧支撐柱8之上時(shí)，陽(yáng)極測(cè)試探針23略低于測(cè)試芯片9的陽(yáng)極面9-4，當(dāng)夾具上升使上壓塊20壓到測(cè)試芯片9后，彈簧支撐柱8收縮最終測(cè)試芯片9被擠壓于下墊塊5上，此時(shí)陽(yáng)極測(cè)試探針23、陰極測(cè)試探針21和門(mén)極測(cè)試探針22收縮后緊密接觸于芯片上。

⑤在芯片定位環(huán)6上面加工有長(zhǎng)方形槽(參見(jiàn)附圖4適配器下部分俯視圖)，其作用是方便測(cè)試員取放測(cè)試芯片9，也可采用真空吸盤(pán)取放測(cè)試芯片9，芯片定位環(huán)6可根據(jù)測(cè)試芯片尺寸不同而更換。

⑥測(cè)試時(shí)門(mén)極控制信號(hào)通過(guò)門(mén)極測(cè)試探針22觸發(fā)測(cè)試芯片9，大電流通過(guò)陽(yáng)極大電流排2→陽(yáng)極壓塊3→下墊塊5→測(cè)試芯片9→上壓塊20→上墊塊16→陰極壓塊10→陰極大電流排11的順序?qū)ǎ恍酒膶?dǎo)通壓降信號(hào)通過(guò)陽(yáng)極測(cè)試探針23、陽(yáng)極測(cè)試引出線1及陰極測(cè)試探針21、陰極測(cè)試引出線17引出。