CN101806815A - 用于SiC MESFET直流测试的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于SiC MESFET直流测试的夹具，其包括馈电模块和用于固定待测SiC MESFET的固定支架，还包括一与馈电模块分立的基座，基座上设置上述固定支架。采用本发明克服了常规直流测试的夹具不能在高于200℃下使用的缺陷，在消除器件自激现象的同时，能够测试SiC MESFET在较高温度如200℃～600℃下的直流特性，为器件的可靠性监测提供了宝贵数据；本发明的结构简单，易于实现。

Description

用于SiC MESFET直流测试的夹具

技术领域

本发明涉及一种用于场效应晶体管测试的夹具，尤其是一种用于SiCMESFET(Metal-Semiconductor Field Effect Transistor，金属-半导体场效应晶体管)直流测试的夹具。

背景技术

SiC材料因其具有宽禁带、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优良特性，决定了将它应用在半导体微波功率器件(尤其是MESFET)制作中成为一个必然趋势。由SiC材料制作的SiC MESFET具有高温工作的特点，理论分析表明其最高工作温度可达600℃。研究温度对SiC MESFET直流特性的影响，可验证器件的较高温度下的工作特性，比如在高于200℃下的工作特性。

目前，SiC MESFET直流特性的测量通过常规的测试夹具实现。常规的直流测试的夹具包括电路载体，电路载体上设置布有滤波电路的PCB板和用于固定待测SiC MESFET的固定槽，所述电路载体采用硬铝或黄铜加工而成，所述的PCB板和固定槽借助于螺钉或者焊接工艺固定在电路载体上，所述的滤波电路为微带线电路，微带线电路上焊接电阻、电容等元件。

在使用上述结构的夹具过程中，如果需要测试SiC MESFET在300℃下的直流工作特性，首先，将待测SiC MESFET借助螺钉固定在固定槽中，然后通过加热电路载体，将待测SiC MESFET加热至300℃。此时固定在同一电路载体上的PCB板也必然会被加热，而PCB板最高工作温度小于200℃、电阻及电容元件最高工作温度小于150℃，因此在测试温度小于200℃时，一般的直流测试夹具可胜任测试工作，而一旦测试温度大于200℃，PCB板、PCB板微带线电路、电阻及电容等元件的性能严重衰退，滤波电路失效。在直流测试中，滤波电路除实现馈电功能外，还具有下列作用：1)滤除直流测试仪器中包含的各种杂波，消除器件自激现象；2)在栅极滤波电路中引入电阻，改变器件输入阻抗，消除器件自激现象。如果滤波电路失效，会造成器件自激，通过直流测试仪器无法得到准确的直流测试数据，无法完成直流测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种克服现有的直流测试夹具不适合在高于200℃的温度下进行测试的缺点，提供一种结构简单、能够实现用于SiCMESFET在不同使用温度下直流测试的夹具。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：包括馈电模块和用于固定待测SiC MESFET的固定支架，关键的改进在于，还包括一与馈电模块分立的基座，基座上设置上述固定支架。

对上述方案进一步的改进是：

所述馈电模块分为栅极馈电模块和漏极馈电模块两部分。栅极馈电模块实现对栅极电压信号的滤波和分压；漏极馈电模块实现对漏极电压信号的滤波和分压。

所述的栅极馈电模块或者漏极馈电模块包括电路载体，电路载体上固定布有滤波电路的栅极PCB板或者漏极PCB板。

上述的滤波电路连接供信号输入、输出的引线，引线的另一端连接鳄形夹。

所述鳄形夹与引线的连接采用线绕方法。避免了采用压焊连接中存在的焊锡，在温度高于200℃而熔化的缺陷。

在现有的直流测试夹具中，PCB板和固定槽均设置在同一个电路载体上，在加热固定槽中的待测SiC MESFET时，通过电路载体的传热作用，PCB板及PCB板上的滤波电路也被加热。而本发明的技术方案中，基座与固定支架形成一体结构，作为一个固定模块，与馈电模块在物理上是分开的；在测试时，固定模块在物理上与馈电模块仅通过引线及鳄形夹相连，因此固定模块与馈电模块两者之间的热交换很小，可避免较高温度对待测SiC MESFET的影响。

采用本发明所产生的有益效果是：克服了常规直流测试的夹具不能在高于200℃下使用的缺陷，能够用于在较高温度如200℃～600℃下的直流特性测试，为器件的可靠性监测提供了宝贵数据；且本发明的结构主要由两部分组成，其结构简单，易于实现。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明栅极馈电模块的俯视示意图；

图2是本发明漏极馈电模块的俯视示意图；

图3是本发明固定模块的俯视示意图；

图4是图1中A-A向剖视图；

图5是图3中B-B向剖视图；

图6是本发明使用状体的俯视图；

其中，1、电路载体，2、栅极PCB板，3、滤波电路，4、引线，5、定位孔，6、基座，7、固定支架，8、漏极PCB板，9、鳄形夹，10代表待测SiC MESFET，11代表加热平台，12代表测试仪器，13、螺纹孔。

具体实施方式

参看图1～图5，本发明包括馈电模块和与馈电模块分立的固定模块。

所述的馈电模块用于待测SiC MESFET馈电，消除待测SiC MESFET自激，并实现待测SiC MESFET与直流测试仪器的连接。

本发明中馈电模块分为栅极馈电模块和漏极馈电模块两部分。所述的栅极馈电模块实现栅极电压信号的滤波和分压，其包括电路载体1，电路载体1上借助于螺钉或者焊接工艺固定布有滤波电路3的栅极PCB板2。所述的漏极馈电模块实现漏极电压信号的滤波和分压，其包括电路载体1，电路载体1上借助于螺钉或者焊接工艺固定布有滤波电路3的漏极PCB板8。

上述的滤波电路3为微带线电路，微带线电路上焊接电阻、电容等元件，滤波电路3上连接供信号输入、输出的引线4，引线4的另一端连接鳄形夹9。鳄形夹9为通用电气连接元件，与引线4通过线绕法连接。测试时，固定模块与馈电模块之间的连接通过引线4及鳄形夹9实现，通过引线4及鳄形夹9传导至馈电模块的热量很小，可避免较高温度对馈电模块中栅极PCB板和/或漏极PCB板以及滤波电路的影响，防止由于滤波电路失效造成器件自激。

所述的固定模块由基座6和固定在基座6上的用于固定待测SiC MESFET的固定支架7组成。

基座6上设有定位孔，借助于定位孔6和螺钉，将基座6上稳固在加热平台11上。

固定支架7上设置用于固定待测SiC MESFET 10的螺纹孔13。使得待测SiCMESFET与固定支架之间紧密接触。

所述的基座6、固定支架7或者电路载体1均采用黄铜材料。黄铜具有导热快的特点。由黄铜制作的基座6和固定支架7，保证了热量从加热平台可快速传导至待测SiC MESFET，使得加热平台与待测SiC MESFET之间的温差较小，试验证明，本发明中加热平台与待测SiC MESFET之间的温差小于6℃；由黄铜制作的电路载体1保证了由固定支架传导至馈电模块的热量可迅速扩散，避免栅极PCB板或者漏极PCB板及滤波电路温度的升高。

参看图6，是本发明的夹具与加热平台11、直流测试器12配合使用的示意图，下面以测试温度为405℃为例进行说明。

首先将待测SiC MESFET 10通过装配工艺密封于封装外壳，所述的装配工艺包括芯片烧结、芯片键合及芯片封帽。将上述封装外壳借助于螺钉固定在固定支架7上，再将装有待测SiC MESFET的基座借助于螺钉固定在加热平台11上。然后将栅极馈电模块、漏极馈电模块的鳄形夹分别与封装外壳的栅极和漏极，以及直流测试仪器12相连接。

设定加热平台11初始加热温度为410℃，待加热5分钟后，使用热电偶检测封装外壳温度，观察其温度是否达到405℃，如果小于405℃，则升高加热平台温度。应用实例表明，当加热平台温度为410℃，封装器件外壳温度约为406℃，满足测试要求。在此温度下，使用直流测试仪器12测量SiC MESFET的直流特性，测试结果表明，器件未出现自激的现象。如果采用常规直流测试夹具，器件最高测试温度为200℃，温度再升高时，偏置电路失效，器件自激。

设定加热平台11初始加热温度为610℃，然后按照上述步骤进行直流测试，结果表明，器件未出现自激现象。

综上，本发明的夹具实现了在较高温度下进行直流测试。

Claims (7)

1.一种用于SiC MESFET直流测试的夹具，其包括馈电模块和用于固定待测SiC MESFET的固定支架，其特征在于，还包括一与馈电模块分立的基座，基座上设置上述固定支架。

2.根据权利要求1所述的用于SiC MESFET直流测试的夹具，其特征在于所述的馈电模块分为栅极馈电模块和漏极馈电模块两部分。

3.根据权利要求2所述的用于SiC MESFET直流测试的夹具，其特征在于所述的栅极馈电模块或者漏极馈电模块包括电路载体，电路载体上固定布有滤波电路的栅极PCB板或者漏极PCB板。

4.根据权利要求3所述的用于SiC MESFET直流测试的夹具，其特征在于，所述的滤波电路连接供信号输入、输出的引线，引线的另一端连接鳄形夹。

5.根据权利要求4所述的用于SiC MESFET直流测试的夹具，其特征在于所述鳄形夹与引线的连接采用线绕方法。

6.根据权利要求3所述的用于SiC MESFET直流测试的夹具，其特征在于所述的基座、固定支架或者电路载体采用黄铜材料。

7.根据权利要求1所述的用于SiC MESFET直流测试的夹具，其特征在于所述的基座上设有定位孔。

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