CN219245708U - 一种测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测试装置，该测试装置包括导热平台(1)、陶瓷片(2)、NTC热敏电阻(3)、电阻加热板(4)、温度检测单元(5)、控制单元(6)、可控电压源(7)、第一开关(S1)以及第二开关(S2)；导热平台(1)的顶面贴合陶瓷片(2)，导热平台(1)的底面贴合电阻加热板(4)；NTC热敏电阻(3)通过导线电连接到温度检测单元(5)，温度检测单元(5)通过导线电连接到控制单元(6)；可控电压源(7)的负极电连接到第一开关(S1)，第一开关(S1)电连接到电阻加热板(4)，电阻加热板(4)电连接到第二开关(S2)，第二开关(S2)电连接到可控电压源(7)。该测试装置不仅造价低廉、操作方便、且还具有较强的高温抗干扰能力，使得功率半导体器件双脉冲测试结果具有非常高的一致性。

Description

一种测试装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种测试装置。

背景技术

功率半导体器件是用于多种低压到高压应用的专用晶体管，其在汽车电子、电源、太阳能等行业中应用十分广泛。这些晶体管像设备中的开关一样工作，允许电流在“开”状态下流动并在“关”状态下停止。半导体功率器件能够最大限度地减少系统中的能量损失。为了确定功率半导体器件的稳定性能，功率半导体器件在制造完成以后，需要进行双脉冲高温测试。现有技术中，通常采用高低温冲击仪、或者高温试验箱对功率半导体器件进行双脉冲测试。然而，使用高温实验箱对半导体器件进行双脉冲测试时，需要把功率半导体器件以及测试电路板整体放入高温实验箱中，这将导致测试电路板上的双脉冲测试电路及其电路元件也会被加热，从而降低功率半导体双脉冲测试结果一致性。尽管利用高低温冲击仪对功率半导体器件进行双脉冲测试能够避免上述问题。但是，高低温冲击仪设备价格昂贵，并且需要较好的气密性，操作也复杂。

如何设计一种价格低廉、操作简便、且测试结果具有很好一致性的功率半导体器件双脉冲测试装置，已经成为功率半导体器件测试急需要解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种新型测试装置，该测试装置不仅造价低廉、操作方便、且还具有较强的高温抗干扰能力，使得功率半导体器件双脉冲测试结果具有非常高的一致性。

该一种测试装置包括：导热平台、陶瓷片、NTC热敏电阻、电阻加热板、温度检测单元、控制单元、可控电压源、第一开关以及第二开关；导热平台的顶面中间位置贴合陶瓷片，待测功率半导体器件紧贴陶瓷片的上表面，导

热平台的底面中间位置贴合电阻加热板；NTC热敏电阻通过导线电连接温度5检测单元，温度检测单元通过导线电连接到控制单元；可控电压源的负极电

连接与第一开关第一端，第一开关的第二端电连接于电阻加热板的第一端，电阻加热板的第二端电连接于第二开关的第一端，第二开关的第二端电连接于可控电压源的正极；第一开关的控制端、第二开关的控制端、以及可控电压源的控制端分别电连接于控制单元。

0其中，导热平台采用了U型结构。

其中，导热平台的比热容大于等于0.3×10^3J/(kg·℃)。

其中，导热平台的材质为纯铜、或者黄铜或者紫铜。

其中，NTC热敏电阻与导热平台以及待测功率半导体器件保留一定距离，该距离不小于5cm。

5其中，温度检测单元为包括运算放大器的采集电路或者电压检测电路。

其中，控制单元为模拟控制器、数字控制器或PC机。

其中，陶瓷片的材质为氮化铝、或者聚晶金刚石、或者碳化硅、或者氮化硅或者氮化硼。

本实用新型提供的测试装置采用U型结构的加热平台，可以加热待测元0件周围空气，保证加热均匀且精度较高。此外，由于铜的比热容较大，可以

较大限度地维持加热平台的温度，保证每个温度节点测试需要的时间。并且整个线路设计上，达到指定温度后，会自动断开电路，避免对器件测试的电气干扰。

附图说明

图1是本实用新型的测试装置示意图。

其中，1：导热平台；2：陶瓷片；3：NTC热敏电阻；4：电阻加热板；5：温度检测单元；6：控制单元；7：可控电压源；S1：第一开关；S2：第二开关。

具体实施方式

以下将通过实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本申请中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备，均来自市售产品。本申请中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

本实用新型公开的试装置包括：导热平台1、陶瓷片2、NTC热敏电阻3、电阻加热板4、温度检测单元5、控制单元6、可控电压源7、第一开关S1以及第二开关S2。导热平台1的凹面中间贴合陶瓷片2，待测功率半导体器件W紧贴陶瓷片2的上表面；NTC热敏电阻3设置于导热平台1的一个角落，其通过穿过导热平台1的导线电连接到外部的温度检测单元5，温度检测单元5通过导线电连接到控制单元6；可控电压源7的负极电连接与第一开关S1第一端，第一开关S1的第二端电连接于电阻加热板4的第一端，电阻加热板4的第二端电连接于第二开关S2的第一端，第二开关S2的第二端电连接于可控电压源7的正极；第一开关S1的控制端、第二开关S2的控制端、以及可控电压源7的控制端分别电连接于控制单元6。

为了增加温度测量的精度，NTC热敏电阻3与导热平台1以及待测功率半导体器件W应该保留一定距离，该距离不小于5cm。

为了保证均匀的加热以及较高的精度，导热平台1采用了U型结构。因为，U型结构的导热平台可以加热待测功率半导体器件W周围的空气，使得功率半导体器件W处于一个热场内。

为了最大限度的维持导热平台1的温度，保证每个温度节点测试所需的时间，导热平台(1)的比热容大于等于0.3×10^3J/(kg·℃)，导热平台1的材质选择为纯铜、或者黄铜或者紫铜，优选铜。因为，纯铜的比热容比较大，可以使得导热平台1的升温或者降温都比较缓慢。

为了提高热的传导性，陶瓷片(2)的材质为氮化铝、或者聚晶金刚石、或者碳化硅、或者氮化硅或者氮化硼。

为了提高温度的控制精度以及整个系统控制的精度，温度检测单元(5)为包括运算放大器的采集电路或者电压检测电路，控制单元(6)为模拟控制器、数字控制器或PC机。

测试时，控制单元6控制第一开关S1和第二开关S2闭合，并使得可控电压源7输出电压，电阻加热板4因电流流过而发热，电阻加热板4发出的热量通过导热平台1和陶瓷片2传递给向待测功率半导体器件W；NTC热敏电阻3采集待测功率半导体器件W附近的温度信号，当温度Ta接近设定温度Tc时，由控制单元6控制可控电压源7，减小其工作电压，降低整个装置的加热速度；当温度Ta达到或超过设定温度Tc时，控制单元6控制第一开关S1和第二S2断开，由导热平台1余热维持待测功率半导体器件W的温度，此时对待测功率半导体器件W进行双脉冲测试。双脉冲测试操作需要在2分钟之内完成。

本申请说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知常识。

如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种测试装置，其特征在于，该测试装置包括导热平台(1)、陶瓷片(2)、NTC热敏电阻(3)、电阻加热板(4)、温度检测单元(5)、控制单元(6)、可控电压源(7)、第一开关(S1)以及第二开关(S2)；导热平台(1)的顶面贴合陶瓷片(2)，导热平台(1)的底面贴合电阻加热板(4)；NTC热敏电阻(3)通过导线电连接到温度检测单元(5)，温度检测单元(5)通过导线电连接到控制单元(6)；可控电压源(7)的负极电连接到第一开关(S1)的第一端，第一开关(S1)的第二端电连接到电阻加热板(4)的第一端，电阻加热板(4)的第二端电连接到第二开关(S2)的第一端，第二开关(S2)的第二端电连接到可控电压源(7)的正极；第一开关(S1)的控制端、第二开关(S2)的控制端、以及可控电压源(7)的控制端分别电连接于控制单元(6)。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，导热平台(1)为U型结构。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，导热平台(1)的比热容大于等于0.3×10^3J/(kg·℃)。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，导热平台(1)的材质为纯铜、黄铜或者紫铜。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，NTC热敏电阻(3)与导热平台(1)以及待测功率半导体器件(W)保留一定距离，该距离不小于5cm。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，温度检测单元(5)为包括运算放大器的采集电路或者电压检测电路。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，控制单元(6)为模拟控制器、数字控制器或PC机。

8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，陶瓷片(2)的材质为氮化铝、或者聚晶金刚石、或者碳化硅、或者氮化硅或者氮化硼。

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