一种压接式功率器件静态特性测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种压接式功率器件静态特性测量系统，包括由水平方向的构件和设置于竖直方向的立柱组成的框架，压力施加装置，温度施加装置。本静态特性测量装置在测试夹具中引入开尔文测试方法，排除引线的测量误差，压力施加装置与框架点接触，能够降低压力施加装置的加工需求，利用箱体进行被测器件的温度控制，在加热或降温过程中可以实现被测器件的均匀温度控制，且可以实时准确测量被测器件的温度，非常适用于不同温度和不同压力下的压接型器件静态特性的准确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种压接式功率器件静态特性测量系统
本专利技术涉及半导体器件测试领域，特别是涉及一种可同时施加温度和压力的压接式功率器件静态特性测量系统。
技术介绍
压接式功率器件是高压大容量设备的核心部件，广泛应用于电力系统、轨道交通、新能源汽车、军事及航空领域，其具有杂散参数小、双面散热、易于串联，及在器件损坏时表现出短路失效模式等优势，非常适用于高压大容量应用场合，目前已成为支撑智能电网发展的基础器件。压接式功率器件的静态特性，比如输出特性及转移特性，是压接式功率器件建模、性能评估及可靠性研究的基础参数，也是后续研究的重要参考指标。静态特性的快速准确测量不仅便于压接式功率器件生产厂商筛选产品，而且对于指导用户进行器件的尽限使用具有非常重要的意义。由于压接式功率器件的静态特性对温度变化十分敏感，故测量不同温度下功率器件的静态特性是必要的，另外压接式功率器件需要依赖机械压力以实现牢靠的电热路连接，由于接触电阻和接触热阻均与机械压力相关，且材料本身具有压阻效应，故测量不同压力下功率器件的静态特性是必要的，所以准确测量压接式功率器件在不同温度和不同压力下的静态特性是非常重要的。目前针对压接式功率器件的静态特性测量装置，只考虑到压接式功率器件所受压力的均匀施加，但并不具有同时施加温度的能力，也无法满足需要实现精准电压测量的静态特性测试需求。故目前急需一种可同时施加压力和温度的用于精确测量压接式功率器件静态特性的测量系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种压接式功率器件静态特性测量系统，通过压力施加装置和温度施加装置向被测器件同时施加压力和温度，并在测量夹具中引入开尔文测量方法，以实现在不同温度和不同压力下被测器件静态特性的精确测量。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种压接式功率器件静态特性测量系统，所述静态特性测量系统包括：由水平方向的构件和设置于竖直方向的立柱组成的框架，测量夹具，被测器件，箱体，压力施加装置和温度施加装置；所述水平方向的构件包括上基板和下基板；所述立柱同时穿过所述上基板和所述下基板，并分布在所述上基板和所述下基板的四角；所述测量夹具包括第一测量夹板和第二测量夹板；所述第一测量夹板与所述上基板下侧相接触，所述第二测量夹板与所述下基板上侧相接触；所述被测器件设置于所述第一测量夹板和所述第二测量夹板之间，所述被测器件分别与所述第一测量夹板和所述第二测量夹板相接触；所述测量夹具用于向所述被测器件引入电流，并对所述被测器件两端的压降进行测量，以获取在施加压力以及施加温度下，所述被测器件两端的压降与所述电流之间的关系，从而确定所述被测器件的静态特性；所述箱体包围所述框架、所述测量夹具以及所述被测器件；所述温度施加装置通过向所述箱体内通入加热或冷却的气体，以使被测器件处于施加温度下；所述压力施加装置位于所述上基板上方，与所述上基板相接触；所述压力施加装置用于向所述被测器件施加压力。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：1.本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统，通过压力施加装置和温度施加装置向被测器件同时施加压力和温度，采用测量夹具向被测器件引入电流，并对被测器件两端压降进行测量，以获取不同温度和不同压力下被测器件两端压降与电流之间的关系，从而确定被测器件的静态特性。2.本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统，在测量夹具中引入开尔文测量方法，采用与被测器件直接接触的电压测量板测量被测器件两端的压降，有利于电压测量位点接近被测器件，相比于外接引线测量被测器件两端压降的方法，可以排除测量引线的影响，且可以避免功率回路大电流在直流母排接口及外部连接的高温导线上造成的压降对测量结果的干扰，进而提升了被测器件两端压降测量结果的准确性，从而实现了被测器件静态特性的准确测量。3.本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统，采用立柱、下基板和上基板组成的框架，压力施加装置将压力施加于该框架的上基板上，且上基板与下基板绝对平行，进而能够保证被测器件所受的力为两平行平面所施加的压力，从而降低对压力施加装置机械加工的要求。4、本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统，压力施加装置还可与上基板点接触，进而可以消除由于压力轴心错位、基板安装不平整等带来的压力不均匀性，从而进一步降低对压力施加装置机械加工的要求。5.本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统，被测器件、测量夹具和框架均位于箱体内，且采用温度施加装置向箱体内通入加热或冷却的外部气体，以增加或降低箱体内环境气体的温度，进而通过热对流使被测器件达到预定温度，相比于加热板加热的方法，不存在热传导所带来的局部温度差异，可使被测器件各部位处于相同的温度。且该方法还可以向箱体内提供冷却的气体，进而可测量低温下被测器件的静态特性。6.本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统，由于热传导效率高于热对流，而被测器件与测量夹具组成的结构中不包含热源，进而可以认为被测器件与测量夹具的温度相同，从而可以通过设置在测量夹具上的温度传感器，以实时准确的测量加热或冷却过程中被测器件的温度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统的箱体内部结构示意图。图2为本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统的箱体内部结构的三维立体图。图3为本专利技术提供的压接式功率器件静态特性测量系统的整体结构示意图。符号说明：1-框架、11-立柱、12-上基板、13-下基板、14-限位件、2-测量夹具、21-第一测量夹板、22-第二测量夹板、211-第一绝缘垫块、212-第一直流母排接口、213-第一电压测量板、221-第二电压测量板、222-第二直流母排接口、223-第二绝缘垫块、3-被测器件、4-温度传感器、5-箱体、6-温度施加装置、61-气体管道、62-温度控制器、7-压力施加装置、71-门型框架、72-活动横梁、73-压力传感器、74-压力柱、75-压力施加头、76-压力控制器、8-承压垫块、9-基座、10-静态特性测试仪。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种压接式功率器件静态特性测量系统，通过压力施加装置和温度施加装置向被测器件同时施加压力和温度，并在测量夹具中引入开尔文测量方法，可以排除引线所带来的测量误差，以实现在不同温度和不同压力下被测器件的静态特性的精确测量。为使本专利技术的上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压接式功率器件静态特性测量系统，其特征在于：所述静态特性测量系统包括：由水平方向的构件和设置于竖直方向的立柱组成的框架，测量夹具，被测器件，箱体，压力施加装置和温度施加装置；/n所述水平方向的构件包括上基板和下基板；所述立柱同时穿过所述上基板和所述下基板，并分布在所述上基板和所述下基板的四角；/n所述测量夹具包括第一测量夹板和第二测量夹板；所述第一测量夹板与所述上基板下侧相接触，所述第二测量夹板与所述下基板上侧相接触；所述被测器件设置于所述第一测量夹板和所述第二测量夹板之间，所述被测器件分别与所述第一测量夹板和所述第二测量夹板相接触；/n所述测量夹具用于向所述被测器件引入电流，并对所述被测器件两端的压降进行测量，以获取在施加压力以及施加温度下，所述被测器件两端的压降与所述电流之间的关系，从而确定所述被测器件的静态特性；/n所述箱体包围所述框架、所述测量夹具以及所述被测器件；所述温度施加装置通过向所述箱体内通入加热或冷却的气体，以使被测器件处于施加温度下；/n所述压力施加装置位于所述上基板上方，与所述上基板相接触；所述压力施加装置用于向所述被测器件施加压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种压接式功率器件静态特性测量系统，其特征在于：所述静态特性测量系统包括：由水平方向的构件和设置于竖直方向的立柱组成的框架，测量夹具，被测器件，箱体，压力施加装置和温度施加装置；
所述水平方向的构件包括上基板和下基板；所述立柱同时穿过所述上基板和所述下基板，并分布在所述上基板和所述下基板的四角；
所述测量夹具包括第一测量夹板和第二测量夹板；所述第一测量夹板与所述上基板下侧相接触，所述第二测量夹板与所述下基板上侧相接触；所述被测器件设置于所述第一测量夹板和所述第二测量夹板之间，所述被测器件分别与所述第一测量夹板和所述第二测量夹板相接触；
所述测量夹具用于向所述被测器件引入电流，并对所述被测器件两端的压降进行测量，以获取在施加压力以及施加温度下，所述被测器件两端的压降与所述电流之间的关系，从而确定所述被测器件的静态特性；
所述箱体包围所述框架、所述测量夹具以及所述被测器件；所述温度施加装置通过向所述箱体内通入加热或冷却的气体，以使被测器件处于施加温度下；
所述压力施加装置位于所述上基板上方，与所述上基板相接触；所述压力施加装置用于向所述被测器件施加压力。


2.如权利要求1所述的压接式功率器件静态特性测量系统，其特征在于，所述立柱上设置有限位件，所述限位件分别与所述下基板的上、下两侧相接触，用于固定所述下基板。


3.如权利要求1所述的压接式功率器件静态特性测量系统，其特征在于，所述水平方向的构件、所述测量夹具以及所述被测器件中心对齐放置。


4.如权利要求1所述的压接式功率器件静态特性测量系统，其特征在于，所述第一测量夹板和所述第二测量夹板均包括电压测量板、直流母排接口和绝缘垫块；且所述第一测量夹板和所述第二测量夹板均相对于被测器件由内到外依次设置电压测量板、直流母排接口和绝缘垫块；所述被测器件位于所述第一测量夹板的电压测量板和所述第二测量夹板的电压测量板之间；
所述第一测量夹板的直流母排接口和所述第二测量夹板的直流母排接口分别通过耐高温导线与位于箱体外的静态特性测试仪上的功率输出端子的正、负极相连接；所述第一测量夹板的直流母排接口和所述第二测量夹板的直流母排接口用于向所述被测器件提供电流；
所述第一测量夹板的电压测量板和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艺烜，闫音蓓，彭程，李学宝，赵志斌，崔翔，唐新灵，
申请(专利权)人：华北电力大学，全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11