CN111398770A - 一种带防护结构的功率半导体器件测试工装 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种带防护结构的功率半导体器件测试工装，包括工装外壳、气动伸缩机构、定位锁紧机构、适配器、测试板、第一载物板、第二载物板以及侧板；第一载物板设置在侧板内侧并与侧板滑动连接，适配器包括适配板、固定装配在适配板后端的香蕉插头、固定装配在适配板上的探针；适配板滑动连接在第二载物板上，探针与香蕉插头电连接；测试板放置在第一载物板上，气动伸缩机构设置在工装外壳底部，气动伸缩机构用于推动测试板上升靠近适配器或下降；定位锁紧机构用于将第一载物板位置锁定，适配板和测试板之间的部位设置第二防护板。本申请解决了现有测试工装的适配器和测器件的更换都较为不便，且测试工装的整体防护效果不佳的问题。
Description
技术领域
本申请属于晶体管测试技术领域，尤其涉及一种带防护结构的功率半导体器件测试工装。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
动静态测试在本文指的是IGBT在出厂及使用者进行检验或来料筛选及后期维护维修过程中用于检验IGBT好坏及性能的一种常见方法，动静态测试分为动态测试和静态测试，每种测试里面又分有多个参数，每个参数不管在国际上还是在国内基本都有标准，按照标准对器件的各个电极施加规定的电流电压，然后在规定的电极上检测电流、电压、时间、损耗等参数，从而判断IGBT器件的好坏。
整体的测试系统包括有各个测试电路，采样电路，控制电路，保护电路及测试工装构成，所有的电路最后都将汇成有限的输出端，这些输出端将接入测试工装的信号输入端，将测试工装中放入被测器件(IGBT)从而使得信号能更快捷的接入被测器件，完成测试工作。
现有的测试工装一般结构较为简陋，工装在使用时并不便捷，且适配器和测器件的更换都较为不便，造成测试工装的整体操作感较差，此外，工装的整体防护效果不佳，使得适配器和被测器件均得不到良好的防护作用，同时存在一定安全隐患。
申请内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种带防护结构的功率半导体器件测试工装，包括工装外壳、气动伸缩机构、定位锁紧机构、适配器、测试板、第一载物板、第二载物板以及侧板；
所述侧板固定在所述工装外壳内壁两侧中段位置，所述第一载物板设置在所述侧板内侧并与所述侧板滑动连接，所述第二载物板固定在所述工装外壳内壁两侧上端位置；
所述适配器包括适配板、固定装配在所述适配板后端的香蕉插头、固定装配在所述适配板上的探针；所述适配板滑动连接在所述第二载物板上，所述探针与所述香蕉插头电连接；
所述测试板放置在所述第一载物板上，所述气动伸缩机构设置在所述工装外壳底部，所述气动伸缩机构用于推动所述测试板上升靠近所述适配器或下降；
所述定位锁紧机构用于将所述第一载物板位置锁定；
所述工装外壳前端设置有第二防护板，所述第二防护板用于覆盖所述适配板和所述测试板之间的部位。
可选的，还包括助力机构，所述助力机构与所述适配器连接，用于为向外拉动所述适配器提供助力，使所述适配板上的所述香蕉插头脱离外连的信号接头。
可选的，所述助力机构包括固定在所述工装外壳两侧内壁上的连接座、转动连接在所述连接座上的拉杆、连接在两侧的所述拉杆之间的把手、开设在所述适配器前端两侧的拉杆插口；
所述拉杆下段插入所述拉杆插口内，并通过预紧机构与所述适配板活动连接，位于所述预紧机构上端的所述拉杆上段长度大于位于所述预紧机构下端的所述拉杆下段长度，实现所述拉杆带动所述适配板向外抽拉，使所述香蕉插头脱离外连的信号接头。
可选的，所述预紧机构包括固定在所述适配板前端两侧的插销座、开设在所述插销座上的U型槽和销孔；所述U型槽与所述拉杆插口上下对正，所述U型槽和所述销孔开设方向相互垂直，所述拉杆上开设腰型孔，所述销孔内插入插销，且所述插销穿过所述腰型孔，实现所述拉杆与所述插销座之间的活动连接。
可选的，所述第二防护板上端设置一组与所述拉杆位置对应的缺口。
可选的，所述定位锁紧机构包括固定在所述工装外壳底部的锁紧气缸、固定在所述锁紧气缸输出轴上的锁止轴以及固定连接在所述第一载物板之间的锁定板，所述锁定板上开设锁定插口，所述锁定插口侧壁固定锁止块；
当所述锁紧气缸上的锁止轴向上伸入所述锁定插口后，所述锁止轴抵靠在所述锁止块侧端。
可选的，所述测试板上面四角固定有导向轴套，所述第一载物板上固定有导向轴，所述导向轴上端部设置限位片，所述导向轴套装配在所述导向轴外侧，并能沿所述导向轴上下滑动。
可选的，所述导向轴套为直线轴承。
可选的，所述适配板上还固定有两块挡板，所述探针位于所述挡板之间。
可选的，所述适配器外周设置有前端敞口的第一防护板，所述第一防护板固定在所述工装外壳上部。
与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：
(1)本申请测试工装通过设置可推拉的第一载物板实现测试板的水平方向推拉动作，能够方便将测试板拉出后更换被测器件，外加设置第一载物板的锁止机构，实现了第一载物板的锁定与解锁，解决了在测试板上下运动过程中，因第一载物板位置晃动造成的探针无法对准的问题；此外，还能使得适配器和被测器件均得到良好的防护作用，大大减弱安全隐患问题。
(2)本申请中采用香蕉插头实现适配器与外接信号源的输出端之间的信号连接，能够很好的实现稳定电信号连接，但是由于香蕉插头的连接较紧，因此在更换适配器时，需要很大的力才能实现适配器的插拔动作，为此本申请还设计了能够省力的插拔助力机构，且将助力机构与适配器上的预紧机构配合，利用杠杆原理可以达到用很小的力就可以实现插拔适配器的动作。
附图说明
图1为本申请提供的带防护结构的功率半导体器件测试工装结构示意图；
图2为本申请提供的自动化晶体管测试工装的适配器结构示意图；
图3为本申请提供的自动化晶体管测试工装的适配器与助力机构连接的结构示意图；
图4为本申请提供的自动化晶体管测试工装的助力机构结构示意图；
图5为本申请提供的自动化晶体管测试工装局部结构示意图；
图6为本申请提供的自动化晶体管测试工装局部结构示意图；
图7为本申请提供的自动化晶体管测试工装局部结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将结合具体实施例对本申请的技术方案加以解释。
如图1-7所示，一种带防护结构的功率半导体器件测试工装，包括工装外壳1、气动伸缩机构4、定位锁紧机构12、适配器5、测试板11、第一载物板14、第二载物板102以及侧板101；
所述侧板101固定在所述工装外壳1内壁两侧中段位置，所述第一载物板14设置在所述侧板101内侧并与所述侧板101滑动连接，所述第二载物板102固定在所述工装外壳1内壁两侧上端位置；
所述适配器5包括适配板505、固定装配在所述适配板505后端的香蕉插头502、固定装配在所述适配板505上的探针503；所述适配板505滑动连接在所述第二载物板102上，所述探针503与所述香蕉插头502电连接；
所述测试板11放置在所述第一载物板14上，所述气动伸缩机构4设置在所述工装外壳1底部，所述气动伸缩机构4用于推动所述测试板11上升靠近所述适配器5或下降；
所述定位锁紧机构12用于将所述第一载物板14位置锁定；
所述工装外壳1前端设置有第二防护板2，所述第二防护板2用于覆盖所述适配板505和所述测试板11之间的部位。
上述测试工装的测试过程如下：
在测试板11上装配被测IGBT器件，首先将香蕉插头502插入至外接电信号输出插座上，测试时，气动伸缩机构4将测试板11顶起，此时IGBT器件顶起后其上电极接触适配板505上的探针503，使得外部电信号通过适配器5接入被测IGBT器件内部，从而完成测试。
其中，气动伸缩机构4可以采用气缸实现伸缩功能；适配器5主要测试结构是背面的探针503，探针503的分布是根据IGBT器件的电极分布而定的，各个探针503通过附铜的PCB板最后引出到适配器5后面的香蕉插头502上，香蕉插头502最后连接至工装外部的测试信号。
由于IGBT器件有不同分封装，不同封装要对应不同的适配器，因此适配器应当能够根据测试需求更换，因此本申请中的适配板505滑动连接在第二载物板102上，也即能从第二载物板102上抽出。
本申请通过设置第一载物板14，并将第一载物板14滑动连接在工装外壳1上的侧板101内侧，从而能够实现放置在第一载物板14上的测试板11的水平方向前后推拉动作，从而实现快捷方便的更换测试板11上的被测IGBT器件。
此外，本申请还设置了水平方向前后推拉机构的锁紧机构，能够避免测试板11上下运动过程中，因第一载物板14位置晃动造成的探针503无法对准的问题；
具体的，当测试板11上的IGBT器件更换完成后，将第一载物板14推入工装内，直至测试板11上的被测器件电极对正适配板505上的探针503，启动定位锁紧机构12将所述第一载物板14位置锁定，此时被测IGBT器件上的电极对正适配器5上的探针503；当测试完成后，需要将第一载物板14拉出工装更换被测器件时，再次启动定位锁紧机构12解锁，在测试板11下降至第一载物板14上后，能够实现第一载物板14正常拉出。
具体的，所述定位锁紧机构12包括固定在所述工装外壳1底部的锁紧气缸121、固定在所述锁紧气缸121输出轴上的锁止轴123以及固定连接在所述第一载物板14之间的锁定板13，所述锁定板13上开设锁定插口132，所述锁定插口132侧壁固定锁止块133；
当所述锁紧气缸121上的锁止轴123向上伸入所述锁定插口132后，所述锁止轴123抵靠在所述锁止块133侧端；如此便能实现第一载物板14的锁定，当需要解锁时，只需控制锁紧气缸121带动锁止轴123向下脱出锁定插口132即可。
为了更好的防护测试板11及其上的被测器件，适配板505和测试板11之间的部位设置了第二防护板2，其中第二防护板2可以固定在第一载物板14前端，随第一载物板14一同推拉，而为了方便第二防护板2的推拉，第二防护板2外侧还可以固定手柄，且第二防护板2优选采用耐高温绝缘透明材质制成，而为了使得拉杆602能够顺利拉动至向下的状态，第二防护板2上端还设置了一组与拉杆602位置对应的缺口201。
本申请提供的测试工装还包括助力机构6，所述助力机构6与所述适配器5连接，用于为向外拉动所述适配器5提供助力，使所述适配板505上的所述香蕉插头502脱离外连的信号接头；
本申请中采用香蕉插头502实现适配器5与外接信号源的输出端之间的信号连接，能够很好的实现稳定电信号连接，但是由于香蕉插头502的连接较紧，因此在更换适配器5时，需要很大的力才能实现适配器5的插拔动作，为了本申请设计了上述能够省力的插拔助力机构6。
具体的，所述助力机构6包括固定在所述工装外壳1两侧内壁上的连接座603、转动连接在所述连接座603上的拉杆602、连接在两侧的所述拉杆602之间的把手601、开设在所述适配器5前端两侧的拉杆插口504；
所述拉杆602下段插入所述拉杆插口504内，并通过预紧机构8与所述适配板505活动连接，位于所述预紧机构8上端的所述拉杆602上段长度大于位于所述预紧机构8下端的所述拉杆602下段长度，实现所述拉杆602带动所述适配板505向外抽拉，使所述香蕉插头502脱离外连的信号接头。
所述预紧机构8包括固定在所述适配板505前端两侧的插销座801、开设在所述插销座801上的U型槽803和销孔804；所述U型槽803与所述拉杆插口504上下对正，所述U型槽803和所述销孔804开设方向相互垂直，所述拉杆602上开设腰型孔604，所述销孔804内插入插销802，且所述插销802穿过所述腰型孔604，实现所述拉杆602与所述插销座801之间的活动连接。
上述助力机构6，利用预紧机构8将适配器5与拉杆602连接在一起，且预紧机构8上的插销802与拉杆602上的腰型孔604之间活动配合，拉杆602的下端转动连接在工装外壳1的内壁上，如此设计，利用杠杆原理可以达到用很小的力就可以实现插拔适配器的动作；
当需要拔出适配器5时，只需拉动把手601，拉杆602便能带动适配器5向外脱出，使香蕉插头502脱离外接信号输出端插座，而需要插入适配器5时，也能通过推入把手601，使拉杆602带动适配器5向内插入外接信号输出端插座，由于位于预紧机构8上端的拉杆602上段长度大于位于预紧机构8下端的拉杆602下段长度，因此可以有效减小插拔适配器5时所用力，且由于预紧机构8与拉杆602之间可拆卸的连接关系，使得适配器5向外脱出一段后，拔出插销802，使得拉杆602脱离适配器5后，便能实现适配器5的完全拆卸。
为了使得测试板11在上升和下降的过程中能够更加稳定，所述测试板11上面四角固定有导向轴套111，所述第一载物板14上固定有导向轴901，所述导向轴901上端部设置限位片902，所述导向轴套111装配在所述导向轴901外侧，并能沿所述导向轴901上下滑动；如此，测试板11在上升和下降时，便不会出现位置偏移的问题，进一步保证了被测IGBT器件能够准确地接触适配器5上的探针503。其中，导向轴套111例如可以采用直线轴承，使得导向轴901与导向轴套111之间配合更加顺畅。此外，限位片902的设置，能够进一步限制测试板11上升的高度，提升被测IGBT器件上电极与探针503接触精准性。
为了更好的防护探针503，所述适配板505上还固定有两块挡板501，所述探针503位于所述挡板501之间。
为了更好的防护适配器5并提高整机安全性能，所述适配器5外周设置有前端敞口的第一防护板7，所述第一防护板7固定在所述工装外壳1上部。
综上，上述测试工装通过设置可推拉的第一载物板14实现测试板11的水平方向推拉动作，能够方便将测试板11拉出后更换被测器件，外加设置第一载物板14的锁止机构，实现了第一载物板14的锁定与解锁，解决了在测试板11上下运动过程中，因第一载物板14位置晃动造成的探针503无法对准的问题；此外，还能使得适配器和被测器件均得到良好的防护作用，大大减弱安全隐患问题。
以上给出的实施例是实现本申请较优的例子，本申请不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本申请技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，包括工装外壳(1)、气动伸缩机构(4)、定位锁紧机构(12)、适配器(5)、测试板(11)、第一载物板(14)、第二载物板(102)以及侧板(101)；
所述侧板(101)固定在所述工装外壳(1)内壁两侧中段位置，所述第一载物板(14)设置在所述侧板(101)内侧并与所述侧板(101)滑动连接，所述第二载物板(102)固定在所述工装外壳(1)内壁两侧上端位置；
所述适配器(5)包括适配板(505)、固定装配在所述适配板(505)后端的香蕉插头(502)、固定装配在所述适配板(505)上的探针(503)；所述适配板(505)滑动连接在所述第二载物板(102)上，所述探针(503)与所述香蕉插头(502)电连接；
所述测试板(11)放置在所述第一载物板(14)上，所述气动伸缩机构(4)设置在所述工装外壳(1)底部，所述气动伸缩机构(4)用于推动所述测试板(11)上升靠近所述适配器(5)或下降；
所述定位锁紧机构(12)用于将所述第一载物板(14)位置锁定；
所述工装外壳(1)前端设置有第二防护板(2)，所述第二防护板(2)用于覆盖所述适配板(505)和所述测试板(11)之间的部位。
2.根据权利要求1所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，还包括助力机构(6)，所述助力机构(6)与所述适配器(5)连接，用于为向外拉动所述适配器(5)提供助力，使所述适配板(505)上的所述香蕉插头(502)脱离外连的信号接头。
3.根据权利要求2所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述助力机构(6)包括固定在所述工装外壳(1)两侧内壁上的连接座(603)、转动连接在所述连接座(603)上的拉杆(602)、连接在两侧的所述拉杆(602)之间的把手(601)、开设在所述适配器(5)前端两侧的拉杆插口(504)；
所述拉杆(602)下段插入所述拉杆插口(504)内，并通过预紧机构(8)与所述适配板(505)活动连接，位于所述预紧机构(8)上端的所述拉杆(602)上段长度大于位于所述预紧机构(8)下端的所述拉杆(602)下段长度，实现所述拉杆(602)带动所述适配板(505)向外抽拉，使所述香蕉插头(502)脱离外连的信号接头。
4.根据权利要求3所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述预紧机构(8)包括固定在所述适配板(505)前端两侧的插销座(801)、开设在所述插销座(801)上的U型槽(803)和销孔(804)；所述U型槽(803)与所述拉杆插口(504)上下对正，所述U型槽(803)和所述销孔(804)开设方向相互垂直，所述拉杆(602)上开设腰型孔(604)，所述销孔(804)内插入插销(802)，且所述插销(802)穿过所述腰型孔(604)，实现所述拉杆(602)与所述插销座(801)之间的活动连接。
5.根据权利要求3所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述第二防护板(2)上端设置一组与所述拉杆(602)位置对应的缺口(201)。
6.根据权利要求1所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述定位锁紧机构(12)包括固定在所述工装外壳(1)底部的锁紧气缸(121)、固定在所述锁紧气缸(121)输出轴上的锁止轴(123)以及固定连接在所述第一载物板(14)之间的锁定板(13)，所述锁定板(13)上开设锁定插口(132)，所述锁定插口(132)侧壁固定锁止块(133)；
当所述锁紧气缸(121)上的锁止轴(123)向上伸入所述锁定插口(132)后，所述锁止轴(123)抵靠在所述锁止块(133)侧端。
7.根据权利要求1所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述测试板(11)上面四角固定有导向轴套(111)，所述第一载物板(14)上固定有导向轴(901)，所述导向轴(901)上端部设置限位片(902)，所述导向轴套(111)装配在所述导向轴(901)外侧，并能沿所述导向轴(901)上下滑动。
8.根据权利要求1所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述导向轴套(111)为直线轴承。
9.根据权利要求1所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述适配板(505)上还固定有两块挡板(501)，所述探针(503)位于所述挡板(501)之间。
10.根据权利要求1所述的带防护结构的功率半导体器件测试工装，其特征在于，所述适配器(5)外周设置有前端敞口的第一防护板(7)，所述第一防护板(7)固定在所述工装外壳(1)上部。
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