CN113281623B - 一种硅凝胶灌封腔体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种硅凝胶灌封腔体，所述硅凝胶灌封腔体包括：绝缘腔体、钨针和低压端金属电极；所述低压端金属电极设置在所述绝缘腔体的底端；所述钨针设置在所述绝缘腔体的内壁上；在进行测试时，待测聚酰亚胺片放置在低压端金属电极上表面；向所述绝缘腔体内灌注硅凝胶液体，待硅凝胶液体固化后，所述钨针输入正极性重复方波，所述低压端金属电极连接低电位。绝缘腔体可以保证重复性方波作用下放电只发生在硅凝胶—聚酰亚胺界面，不会在腔体上发生放电，而且本发明设置了钨针，以为沿面放电界面构建极不均匀电场，本发明提供了一种能够进行正极性重复方波作用下的硅凝胶—聚酰亚胺界面沿面放电特性的测试装置。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件测试技术领域，特别是涉及一种硅凝胶灌封腔体。
背景技术
高压大功率压接型IGBT的绝缘薄弱点之一是芯片钝化层的聚酰亚胺与绝缘灌封材料硅凝胶界面之间容易发生沿面放电。如何提供一种能够进行正极性重复方波作用下的硅凝胶—聚酰亚胺界面沿面放电特性的测试装置，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅凝胶灌封腔体，以提供一种能够进行正极性重复方波作用下的硅凝胶—聚酰亚胺界面沿面放电特性的测试装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种硅凝胶灌封腔体，所述硅凝胶灌封腔体用于测试制作IGBT钝化层的聚酰亚胺和作为IGBT封装材料的硅凝胶之间的沿面放电特性，所述硅凝胶灌封腔体包括：绝缘腔体、钨针和低压端金属电极；
所述低压端金属电极设置在所述绝缘腔体的底端；
所述钨针设置在所述绝缘腔体的内壁上；
在进行测试时，待测聚酰亚胺片放置在低压端金属电极上表面；向所述绝缘腔体内灌注硅凝胶液体，待硅凝胶液体固化后，所述钨针输入正极性重复方波，所述低压端金属电极连接低电位。
可选的，所述硅凝胶灌封腔体还包括：引电棒；
所述引电棒穿过所述绝缘腔体的侧壁与所述钨针连接。
可选的，所述硅凝胶灌封腔体还包括：压紧螺母，所述压紧螺母用于将所述引电棒固定在所述侧壁上。
可选的，所述绝缘腔体和所述压紧螺母的材料为PEEK材料，所述引电棒为不锈钢金属材料。
可选的，聚酰亚胺固定块，聚酰亚胺固定块的材料为不锈钢金属材料，所述聚酰亚胺固定块设置在绝缘腔体的内壁上的凹槽内，所述凹槽与所述钨针相对。此处的相对为，凹槽和钨针分别位于轴心的两侧，且轴心角相差180°。
在进行测试时，聚酰亚胺固定块压紧放置在低压端金属电极上表面的待测聚酰亚胺片，与所述低压端金属电极连接。
可选的，所述聚酰亚胺固定块包括连接部和卡紧部，所述连接部的一端设置有背向绝缘腔体的轴心方向凸起的凸起部，所述凸起部卡在所述凹槽内；
所述卡紧部设置在所述连接部的另一端，所述卡紧部朝向绝缘腔体的轴心方向凸起。
可选的，所述低压端金属电极包括圆形底面、圆柱形侧壁、上圆柱形凸台和下圆柱形凸台；所述上圆柱形凸台的直径小于所述下圆柱形凸台的直径，所述下圆柱形凸台的直径小于所述圆柱形侧壁的直径；所述圆形底面的直径与所述圆柱形侧壁的直径相同；
所述上圆柱形凸台、所述下圆柱形凸台和所述圆形底面从上到下依次同轴设置，所述圆柱形侧壁同轴设置在所述圆形底面上；所述圆形底面、所述圆柱形侧壁、所述上圆柱形凸台和所述下圆柱形凸台为一体成型结构；
所述上圆柱形凸台用于放置所述聚酰亚胺片。
可选的，在进行测试时，所述卡紧部压紧所述待测聚酰亚胺片，所述连接部与所述上圆柱形凸台的外表面接触，并与所述上圆柱形凸台的外表面电连接，所述凸起部压住所述下圆柱形凸台的上表面，并与所述下圆柱形凸台的上表面电连接。
可选的，所述圆柱形侧壁的内部设置有内螺纹，与绝缘腔体的底端螺纹相适配。
可选的，所述圆柱形侧壁的外部还设置有螺纹拧紧把手。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种硅凝胶灌封腔体，所述硅凝胶灌封腔体用于测试制作IGBT钝化层的聚酰亚胺和作为IGBT封装材料的硅凝胶之间的沿面放电特性，述硅凝胶灌封腔体包括：绝缘腔体、钨针和低压端金属电极；所述低压端金属电极设置在所述绝缘腔体的底端；所述钨针设置在所述绝缘腔体的内壁上；在进行测试时，待测聚酰亚胺片放置在低压端金属电极上表面；向所述绝缘腔体内灌注硅凝胶液体，待硅凝胶液体固化后，所述钨针输入正极性重复方波，所述低压端金属电极连接低电位。本发明的绝缘腔体可以保证重复性方波作用下放电只发生在硅凝胶—聚酰亚胺界面，不会在腔体上发生放电，而且本发明设置了钨针，以为沿面放电界面构建极不均匀电场，本发明提供了一种能够进行正极性重复方波作用下的硅凝胶—聚酰亚胺界面沿面放电特性的测试装置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种硅凝胶灌封腔体的结构图；
图2为本发明提供的聚酰亚胺固定块的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种硅凝胶灌封腔体，以提供一种能够进行正极性重复方波作用下的硅凝胶—聚酰亚胺界面沿面放电特性的测试装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
本发明的上和下、底端和顶端均是灌注硅凝胶液体时的放置方式下的相对位置关系，该放置方式为绝缘腔体的没有设置低压端金属电极的一端作为顶端，并不能作为限制其他放置方式或姿态的保护范围，任何与本发明的硅凝胶灌封腔体的结构相同的技术都应当落入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供一种硅凝胶灌封腔体，所述硅凝胶灌封腔体包括引电棒1、压紧螺母2、绝缘腔体3、低压端金属电极5、聚酰亚胺固定块6和钨针7，待测聚酰亚胺片4设置在聚酰亚胺固定块6上。
钨针7可以通过引电棒1上的孔嵌入引电棒1中；嵌合之后的引电棒1和钨针7整体通过压紧螺母2固定在绝缘腔体3的侧壁上；绝缘腔体3对应位置有配合低压端金属电极5的螺纹；把待测聚酰亚胺片4置于低压端金属电极5上，将引电棒1、压紧螺母2、绝缘腔体3、聚酰亚胺固定块6和钨针7构成的整体通过绝缘腔体3的侧壁的螺纹与低压端金属电极5的螺纹配合形成一个整体。
其中，引电棒1：不锈钢金属材料，与外电路连接，与钨针7将高压电引入硅凝胶—聚酰亚胺界面。
压紧螺母2：PEEK材料，用以固定引电棒1；
绝缘腔体3：PEEK材料，用以在硅凝胶固化的过程中为硅凝胶液体提供模具，同时保证足够的绝缘强度；
待测聚酰亚胺片4：构成沿面放电实验所需的界面；
低压端金属电极5：电气上提供低电位，机械上为固定绝缘腔体3提供机械配合；
聚酰亚胺固定块6：不锈钢金属材料，电气上与低压端金属电极5连接为界面提供低电位，机械上实现固定待测聚酰亚胺片4提供机械应力；本发明可通过在低压端金属电极和地之间设置测试电阻，为低压端金属电极提供低电位，并进行沿面放电特性的测量，具体的实现方式为：低压端金属电极连接测试电阻的一端，测试电阻的另一端接地。通过测量测试电阻两端的电压，确定待测待测聚酰亚胺片与硅凝胶之间的沿面放电特性。
钨针7：钨钢材料，为沿面放电界面构建一个极不均匀电场。
其中，如图2所示，所述聚酰亚胺固定块包括连接部和卡紧部，所述连接部的一端设置有向绝缘腔体的轴心方向相反的方向凸起的凸起部，所述凸起部卡在所述凹槽内；所述卡紧部设置在所述连接部的另一端，所述卡紧部相对于所述连接部向绝缘腔体的轴心方向凸起。
所述低压端金属电极包括圆形底面、圆柱形侧壁、上圆柱形凸台和下圆柱形凸台；所述上圆柱形凸台的直径小于所述下圆柱形凸台的直径，所述下圆柱形凸台的直径小于所述圆柱形侧壁的直径；圆形底面的直径与所述圆柱形侧壁的直径相同；所述上圆柱形凸台、所述下圆柱形凸台和所述圆形底面从上到下依次同轴设置，所述圆柱形侧壁同轴设置在所述圆形底面上；所述圆形底面、所述圆柱形侧壁、所述上圆柱形凸台和所述下圆柱形凸台为一体成型结构；在进行测试时，待测聚酰亚胺片设置在所述上圆柱形凸台上。
所述连接部的外壁的曲率与所述绝缘腔体内壁的曲率相同，所述连接部的内壁的曲率与所述上圆柱形凸台的曲率相同，所述凸起部的外部的曲率与所述凹槽的曲率相同，所述凸起部的内部的曲率与所述绝缘腔体内壁的曲率相同，所述卡紧部外部的曲率与所述绝缘腔体内壁的曲率相同，所述卡紧部内部的曲率小于所述上圆柱形凸台的曲率。在进行测试时，所述卡紧部压紧所述待测聚酰亚胺片，所述连接部与所述上圆柱形凸台的外表面接触，并与所述上圆柱形凸台的外表面电连接，所述凸起部压住所述下圆柱形凸台的上表面，并与所述下圆柱形凸台的上表面电连接。
所述圆柱形侧壁的内部设置有内螺纹，与绝缘腔体的底端螺纹相适配；所述圆柱形侧壁的外部还设置有螺纹拧紧把手。
本发明的硅凝胶灌封腔体具有如下优点：
(1)该硅凝胶灌封腔体可以保证重复性方波作用下放电只发生在硅凝胶—聚酰亚胺界面，不会在腔体上发生放电，这是由于绝缘腔体采用绝缘材料，且为PEEK高强度绝缘材料。同时电场强度最大处位于界面上。
(2)该硅凝胶灌封腔体可以减少硅凝胶的使用，完全灌封仅使用少于20mL的硅凝胶液体；这是由于设计过程考虑到界面的放电特性，使用一个小巧的模具即可。
(3)该硅凝胶灌封腔体便于更换与清洗硅凝胶：由于绝缘壁和低压端金属电极之间通过螺纹配合固定，因此在更换硅凝胶的过程中可以通过解除绝缘壁与低压端金属电极之间的配合实现快速去除硅凝胶；绝缘壁没有底部与顶部，便于清理壁上的残余硅凝胶。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述硅凝胶灌封腔体用于测试制作IGBT钝化层的聚酰亚胺和作为IGBT封装材料的硅凝胶之间的沿面放电特性，所述硅凝胶灌封腔体包括：绝缘腔体、钨针和低压端金属电极；
所述低压端金属电极设置在所述绝缘腔体的底端；
所述钨针设置在所述绝缘腔体的内壁上；
在进行测试时，待测聚酰亚胺片放置在低压端金属电极上表面；向所述绝缘腔体内灌注硅凝胶液体，待硅凝胶液体固化后，所述钨针输入正极性重复方波，所述低压端金属电极连接低电位；
所述硅凝胶灌封腔体还包括：聚酰亚胺固定块，聚酰亚胺固定块的材料为不锈钢金属材料，所述聚酰亚胺固定块设置在绝缘腔体的内壁上的凹槽内，所述凹槽与所述钨针相对；
在进行测试时，聚酰亚胺固定块压紧放置在低压端金属电极上表面的待测聚酰亚胺片，与所述低压端金属电极连接；
所述低压端金属电极包括圆形底面、圆柱形侧壁、上圆柱形凸台和下圆柱形凸台；所述上圆柱形凸台的直径小于所述下圆柱形凸台的直径，所述下圆柱形凸台的直径小于所述圆柱形侧壁的直径；所述圆形底面的直径与所述圆柱形侧壁的直径相同；
所述上圆柱形凸台、所述下圆柱形凸台和所述圆形底面从上到下依次同轴设置，所述圆柱形侧壁同轴设置在所述圆形底面上；所述圆形底面、所述圆柱形侧壁、所述上圆柱形凸台和所述下圆柱形凸台为一体成型结构；
所述上圆柱形凸台用于放置所述聚酰亚胺片。
2.根据权利要求1所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述硅凝胶灌封腔体还包括：引电棒；
所述引电棒穿过所述绝缘腔体的侧壁与所述钨针连接。
3.根据权利要求2所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述硅凝胶灌封腔体还包括：压紧螺母，所述压紧螺母用于将所述引电棒固定在所述侧壁上。
4.根据权利要求3所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述绝缘腔体和所述压紧螺母的材料为PEEK材料，所述引电棒为不锈钢金属材料。
5.根据权利要求1所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述聚酰亚胺固定块包括连接部和卡紧部，所述连接部的一端设置有背向绝缘腔体的轴心方向凸起的凸起部，所述凸起部卡在所述凹槽内；
所述卡紧部设置在所述连接部的另一端，所述卡紧部朝向绝缘腔体的轴心方向凸起。
6.根据权利要求5所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，在进行测试时，所述卡紧部压紧所述待测聚酰亚胺片，所述连接部与所述上圆柱形凸台的外表面接触，并与所述上圆柱形凸台的外表面电连接，所述凸起部压住所述下圆柱形凸台的上表面，并与所述下圆柱形凸台的上表面电连接。
7.根据权利要求1所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述圆柱形侧壁的内部设置有内螺纹，与绝缘腔体的底端螺纹相适配。
8.根据权利要求1所述的硅凝胶灌封腔体，其特征在于，所述圆柱形侧壁的外部还设置有螺纹拧紧把手。
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