CN118465483A - Igbt芯片测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体器件测试技术领域，公开了一种IGBT芯片测试装置，包括探针板、探针和信号探针，探针板端面开设有凹槽结构，探针设置有若干个，探针包括两根对称设置的异形探针，两根异形探针的一端嵌设于凹槽结构内，凹槽结构的两相对侧壁上设置有弹性部件，弹性部件为两根异形探针的另一端提供相互靠近的弹性力，信号探针设置于每两根异形探针之间，各信号探针的一端与探针板相连，IGBT芯片模组的各引脚伸入各探针的两根异形探针之间并与信号探针的另一端一一对应地活动抵接。该IGBT芯片测试装置通过设置具有耐高电压及高电流能力的异形探针，即使在狭小的空间内，也可实现导通大电流测试。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件测试技术领域，尤其涉及一种IGBT芯片测试装置。
背景技术
IGBT模块是由BJT和MOS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。IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)作为第三代半导体的典型代表，其电流超过1000A，电压超过3000V。例如，市面上三菱品牌的IGBT电流为1200A，电压为3300V；英飞凌品牌的IGBT的电压甚至达到了6500V。而且IGBT芯片模组的引脚间距往往只有2mm-3mm左右，在如此狭小的空间内，实现大电流的导通能力并不简单。因此，为了适应如此苛刻的测试条件，亟待设计一种IGBT芯片测试装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种IGBT芯片测试装置，以解决IGBT芯片的引脚间距较小，难以在狭小的空间内对IGBT芯片导通大电流进行测试的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
IGBT芯片测试装置，包括：
探针板，其端面开设有凹槽结构；
探针，其设置有若干个，若干所述探针设置于所述探针板上，所述探针包括两根对称设置的异形探针，两根所述异形探针的一端嵌设于所述凹槽结构内，所述凹槽结构的两相对侧壁上设置有弹性抵接件，所述弹性抵接件为两根所述异形探针的另一端提供相互靠近的弹性力，所述凹槽结构内设置有弹性抵压件，所述弹性抵压件为所述异形探针提供抵压于所述凹槽结构底壁的弹性力；以及
信号探针，其设置于每两根所述异形探针之间，各所述信号探针与所述探针板相连，IGBT芯片模组的各引脚伸入各所述探针的两根所述异形探针之间并与所述信号探针的另一端一一对应地活动抵接。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述探针板包括第一探针板和第二探针板，所述第一探针板的端面开设有第一安装槽，所述第一安装槽的底壁开设有若干第一通孔，所述第二探针板上开设有第二安装槽，所述第一探针板和所述第二探针板叠置固定，以使所述第一安装槽和所述第二安装槽相连通并形成所述凹槽结构；
所述异形探针包括主体部，所述主体部的侧边延伸设置有档臂，所述主体部的一端插接于所述第一通孔内并限位于所述第一安装槽中，所述档臂穿过所述第二安装槽伸出所述第二探针板。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述异形探针还包括弧形接触部，所述弧形接触部设置于所述档臂远离所述主体部的端部，两根所述异形探针的所述弧形接触部的弧形接触面的两相对应面之间的间距小于两根所述异形探针的所述档臂之间的间距。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，两根所述异形探针的所述弧形接触部远离所述主体部的端部间距大于两根所述异形探针的所述弧形接触部的弧形接触面的两相对应面之间的间距。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述主体部、所述档臂和所述弧形接触部一体加工成型。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述弹性抵压件填充在所述第一安装槽内，所述弹性抵压件与各所述主体部和所述第二探针板相抵接，并为所述主体部提供抵压于所述第一安装槽底壁的弹性力，以使所述主体部的一端活动伸出所述第一通孔与PCB板相接触。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述弹性抵接件设置于所述第二安装槽的侧壁上并抵接于所述档臂上。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述第一安装槽的底壁开设有若干第一台阶孔，所述第二探针板的端面开设有第二台阶孔，所述第一台阶孔和所述第二台阶孔对峙设置，所述信号探针的一端插接于所述第一台阶孔，另一端插接于所述第二台阶孔内。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述IGBT芯片测试装置还包括：
导向件，所述导向件与所述探针板相连接，所述导向件上开设有可供所述引脚结构穿过的若干第二通孔，若干所述第二通孔与各所述信号探针一一对应设置。
作为IGBT芯片测试装置的一种优选方案，所述导向件上开设有与所述IGBT芯片相匹配的嵌槽，所述第二通孔开设于所述嵌槽的底壁上。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种IGBT芯片测试装置，通过将探针设置为异形探针和信号探针，两根异形探针对称设置，异形探针的端部通过凹槽结构连接在探针板内，异形探针的另一端伸出探针板与引脚相对接，各引脚对应每两根异形探针的间隙伸入，通过挤压弹性抵接件将异形探针撑开，使引脚能够与两根异形探针保持接触，异形探针具有高的耐电压、电流能力，从而在狭小的空间内，实现导通大电流测试。
附图说明
图1是本发明实施例提供的IGBT芯片测试装置未测试状态的局部剖面图；
图2是本发明实施例提供的IGBT芯片测试装置测试状态的局部剖面图。
图中：
11、第一探针板；12、第二探针板；
2、凹槽结构；21、第一安装槽；211、第一通孔；212、第一台阶孔；213、第二台阶孔；22、第二安装槽；
31、异形探针；311、主体部；312、档臂；313、弧形接触部；32、信号探针；
4、弹性抵压件；
5、弹性抵接件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
结合图1-图2所示，本实施例提供了一种IGBT芯片测试装置，该IGBT芯片测试装置包括探针板、探针以及信号探针32。探针板的端面开设有凹槽结构2，探针设置有若干个，若干探针设置于探针板上，即若干探针设置于探针板的凹槽结构2内。
其中，探针的数量与IGBT芯片模组的引脚结构的各引脚的数量一致，探针设置有若干个，且若干个探针的布局(间距及行列数量等)和具体数量根据对应型号的IGBT芯片模组进行设置即可，本实施例对此不作限定。
进一步地，如图1和图2所示，探针包括两根对称设置的异形探针31和设置于每两根异形探针31之间的信号探针32，两根异形探针31的一端嵌设于凹槽结构2内，各信号探针32的一端与探针板相连，凹槽结构2的两相对内侧壁上设置有弹性抵接件5，弹性抵接件5为两根异形探针31的另一端提供相互靠近的弹性力，凹槽结构2内设置有弹性抵压件4，弹性抵压件4为异形探针31提供抵压于凹槽结构底壁2的弹性力，异形探针31的位于凹槽结构2内的一端伸出探针板，且伸出端与PCB板相接触并挤压弹性抵压件4收缩，IGBT芯片模组的引脚结构的各引脚伸入各探针的两根异形探针31之间并与信号探针32的另一端一一对应地活动抵接。
可以理解的是，通过将探针设置为异形探针31和信号探针32，两根异形探针31对称设置，异形探针31的端部通过凹槽结构2连接在探针板内，异形探针31的另一端伸出探针板与引脚相对接，各引脚对应每两根异形探针31的间隙伸入，通过挤压弹性抵接件5将异形探针31撑开，使引脚能够与两根异形探针31保持接触，通过挤压弹性抵压件4使异形探针31与PCB板保持接触，异形探针31具有高的耐电压、电流能力，从而在狭小的空间内，实现导通大电流测试。
此外，本实施例为实现开尔文测试，具有两种方案，其一，异形探针31和信号探针32组合，此时信号探针32走电信号，异形探针31走大电流；其二，两根异形探针31中的一根异形探针31走电信号，另外一根异形探针31走大电流。
具体地，如图1所示，探针板包括第一探针板11和第二探针板12。第一探针板11的端面开设有第一安装槽21，第一安装槽21沿第一方向延伸开设，第一安装槽21沿第二方向间隔开设有若干个，第一方向和第二方向相垂直，第一安装槽21的底壁开设有若干第一通孔211，若干第一通孔211沿第一方向间隔设置；第二探针板12的端面开设有第二安装槽22，第二安装槽22设置有若干个且呈矩形阵列排布，若干个第二安装槽22的布局和具体数量与IGBT芯片模组的引脚相匹配，第一探针板11和第二探针板12的大小相同，且两者叠置后通过螺栓固定连接，使得第一安装槽21和第二安装槽22相连通并形成上述的凹槽结构2。
优选地，如图1所示，本实施例的异形探针31包括主体部311、档臂312和弧形接触部313。主体部311呈“T”字型设置，主体部311的侧边与档臂312的侧边相连，主体部311的一端插接于第一通孔211内并能够活动伸出第一探针板11，主体部311的台阶面活动搁置于第一安装槽21的底壁上，主体部311由第二探针板12限位于第一安装槽21中，档臂312则穿过第二安装槽22伸出第二探针板12。
其中，第一通孔211的内径大于主体部311插接于第一通孔211内的端部直径，从而第一通孔211的内壁与主体部311之间留有间隙，可便于主体部311的端部伸出第一探针板11或收入第一通孔211内。
另外，第二安装槽22的内侧壁与档臂312之间也留有间隙，确保引脚将两根异形探针31撑开时，第二安装槽22的两相对内侧壁之间的间距，足够档臂312的形变，保障引脚能够顺利进入两根异形探针31之间。
进一步地，如图1和图2所示，弧形接触部313设置于档臂312远离主体部311的端部，两根异形探针31的弧形接触部313的弧形接触面的两相对应面之间的间距小于两根异形探针31的档臂312之间的间距，使引脚与弧形接触部313之间弹性抵接，弹性部件为异形探针31提供了弹性力，连接更加稳定。
更进一步地，两根异形探针31的弧形接触部313的端部还设置有导向部(图中未标出)，两个导向部分别朝向背离另一弧形接触部313的方向倾斜设置，使两个导向部呈“V”型布设，引脚在伸入两根异形探针31时，引脚的端部边沿率先与导向部的斜面相抵接，使引脚与两根异形探针31的对接更具有导向性，导向部起到了定位芯片引脚的作用。
本实施例的主体部311、档臂312、弧形接触部313和导向部采用片状材料一体加工成型，结构简单，易于加工。具体成型方式为弯折成型，其他实施例还可以是利用模具注塑成型，本实施例对此不作具体限定，一体成型的异形探针31具有与IGBT芯片引脚结构相匹配的特殊探针结构，其探针阻值＜10mΩ，低阻值保证了检测的精确度，并且异形探针31具有耐1500V电压，300A电流的能力，能够满足狭小的空间内，实现大电流的导通。
优选地，如图1和图2所示，弹性抵压件4填充在第一安装槽21内，并为主体部311提供抵压于第一安装槽21底壁的弹性力，以使主体部311的一端活动伸出第一通孔211与PCB板相接触，具体的本实施例的弹性抵压件4为胶条，胶条的横截面呈圆形，胶条的长度与第一安装槽21相匹配，胶条填充在第一安装槽21内，对第一安装槽21内的所有的主体部311进行抵压，整体性更好。如图1所示，在胶条处于未挤压状态时，胶条填充第一安装槽21并抵接在主体部311的端面和第二探针板12的端面上，此时主体部311的端部自第一通孔211内伸出；如图2所示，在进行检测时，主体部311的端部与PCB板弹性接触，并推动主体部311伸入第一通孔211，主体部311挤压胶条收缩，同时，胶条为主体部311与PCB板的接触提供弹性力。
弹性抵接件5设置于第二安装槽22的侧壁并抵接于档臂312上，具体的本实施例的弹性抵接件5为弹簧，第一安装槽21的两相对内侧壁上对峙开设有弹簧槽(图中未标出)，弹簧对应嵌设于弹簧槽内，弹簧的一端抵接于弹簧槽的侧壁上，弹簧的另一端与档臂312相抵接，弹簧易于获取，成本低。如图1所示，在异形探针31处于未挤压状态下时，弹簧处于自然状态；如图2所示，引脚插入两根异形探针31之间时，与弧形接触部313抵接并撑开，使档臂312挤压弹簧进行压缩，同时，弹簧为弧形接触部313与引脚的接触提供弹性力。
综上，在胶条与弹簧的作用下，异形探针31的寿命能够大于100万次，测试稳定；胶条和弹簧能够使异形探针31进行复位，便于再次测试，测试效率高。
在其他实施例中，弹性抵压件4和弹性抵接件5不仅限于弹簧和胶条，还可以是硅胶、氟橡胶、丁晴橡胶等高分子材料，也可以使用弹簧等金属材料，在不影响测试的情况下，凡是能够对异形探针31提供弹性力的物件均可，本实施例对此不作具体限定。
优选地，第一安装槽21的底壁开设有若干第一台阶孔212，信号探针32的一端插接于第一台阶孔212内，第二探针板12的端面开设有第二台阶孔213，第一台阶孔212和第二台阶孔213对峙设置，信号探针32的一端插接于第一台阶孔内，信号探针32的另一端插接于第二台阶孔213内，如此设置便于信号探针32损坏后的更换与维修。
具体地，信号探针32包括针头、针管以及针尾，针管的一端与针头连接，针管的另一端与针尾连接，针管位于第一安装槽21和第二安装槽22内，针头穿过第一台阶孔212与引脚接触，针管的一端活动抵接在第一安装槽21的底壁上，针尾穿过第二台阶孔213与PCB板接触，针管的另一端活动抵接在第二安装槽22的底壁上。
本实施例的IGBT芯片测试装置还包括导向件(图中未示出)，导向件与探针板通过螺栓相连接，导向件上开设有与IGBT芯片相匹配的嵌槽，嵌槽的底壁上开设有可供引脚结构穿过的若干第二通孔，若干第二通孔与各信号探针32一一对应设置，通过将待测试的IGBT芯片对应放置在嵌槽内，直至与嵌槽的底壁相抵接，此时，IGBT芯片上的引脚结构穿过第二通孔伸入相对应的两根异形探针31之间并与信号探针32相抵接，使测试时的对接步骤根据有导向性，易于操作。
需要说明的是，弹簧对异形探针31施加的弹力，不足以将引脚即IGBT芯片自嵌槽内推出。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.IGBT芯片测试装置，其特征在于，包括：
探针板，其端面开设有凹槽结构(2)；
探针，其设置有若干个，若干所述探针设置于所述探针板上，所述探针包括两根对称设置的异形探针(31)，两根所述异形探针(31)的一端嵌设于所述凹槽结构(2)内，所述凹槽结构(2)的两相对侧壁上设置有弹性抵接件(5)，所述弹性抵接件(5)为两根所述异形探针(31)的另一端提供相互靠近的弹性力，所述凹槽结构(2)内设置有弹性抵压件(4)，所述弹性抵压件(4)为所述异形探针(31)提供抵压于所述凹槽结构底壁(2)的弹性力；以及
信号探针(32)，其设置于每两根所述异形探针(31)之间，各所述信号探针(32)与所述探针板相连，IGBT芯片模组的各引脚伸入各所述探针的两根所述异形探针(31)之间并与所述信号探针(32)的另一端一一对应地活动抵接。
2.根据权利要求1所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述探针板包括第一探针板(11)和第二探针板(12)，所述第一探针板(11)的端面开设有第一安装槽(21)，所述第一安装槽(21)的底壁开设有若干第一通孔(211)，所述第二探针板(12)上开设有第二安装槽(22)，所述第一探针板(11)和所述第二探针板(12)叠置固定，以使所述第一安装槽(21)和所述第二安装槽(22)相连通并形成所述凹槽结构(2)；
所述异形探针(31)包括主体部(311)，所述主体部(311)的侧边延伸设置有档臂(312)，所述主体部(311)的一端插接于所述第一通孔(211)内并限位于所述第一安装槽(21)中，所述档臂(312)穿过所述第二安装槽(22)伸出所述第二探针板(12)。
3.根据权利要求2所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述异形探针(31)还包括弧形接触部(313)，所述弧形接触部(313)设置于所述档臂(312)远离所述主体部(311)的端部，两根所述异形探针(31)的所述弧形接触部(313)的弧形接触面的两相对应面之间的间距小于两根所述异形探针(31)的所述档臂(312)之间的间距。
4.根据权利要求3所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，两根所述异形探针(31)的所述弧形接触部(313)远离所述主体部(311)的端部间距大于两根所述异形探针(31)的所述弧形接触部(313)的弧形接触面的两相对应面之间的间距。
5.根据权利要求3所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述主体部(311)、所述档臂(312)和所述弧形接触部(313)一体加工成型。
6.根据权利要求2所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述弹性抵压件(4)填充在所述第一安装槽(21)内，所述弹性抵压件(4)与各所述主体部(311)和所述第二探针板(12)相抵接，并为所述主体部(311)提供抵压于所述第一安装槽(21)底壁的弹性力，以使所述主体部(311)的一端活动伸出所述第一通孔(211)与PCB板相接触。
7.根据权利要求6所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述弹性抵接件(5)设置于所述第二安装槽(22)的侧壁上并抵接于所述档臂(312)上。
8.根据权利要求2所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述第一安装槽(21)的底壁开设有第一台阶孔(212)，所述第二探针板(12)的端面开设有第二台阶孔(213)，所述第一台阶孔(212)和所述第二台阶孔(213)对峙设置，所述信号探针(32)的一端插接于所述第一台阶孔(212)，另一端插接于所述第二台阶孔(213)内。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述IGBT芯片测试装置还包括：
导向件，所述导向件与所述探针板相连接，所述导向件上开设有可供所述引脚结构穿过的若干第二通孔，若干所述第二通孔与各所述信号探针(32)一一对应设置。
10.根据权利要求9所述的IGBT芯片测试装置，其特征在于，所述导向件上开设有与所述IGBT芯片相匹配的嵌槽，所述第二通孔开设于所述嵌槽的底壁上。
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