一種測試igbt模塊結構性阻抗的方法
【專利摘要】本發明公開了一種測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，通過在閉合直流電路中相同的電流條件下分別測量正常IGBT模塊，正常IGBT模塊與特殊IGBT模塊串聯的飽和壓降值，通過二者之差與電流的比值計算得到IGBT模塊結構性阻抗，其中，所述的特殊IGBT模塊為去除了IGBT芯片的正常IGBT模塊。通過本發明的方法，能夠高精度的測試出IGBT模塊的結構性阻抗，該方法簡單易操作，提高了新產品參數測試的效率。
【專利說明】一種測試IGBT模塊結構性阻抗的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體器件測試【技術領域】，尤其涉及一種測試IGBT模塊結構性阻抗的方法。
【背景技術】
[0002]絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor,全文簡稱 IGBT)具有高頻率、高電壓、大電流、尤其是容易開通和關斷的性能特點，是國際上公認的電力電子技術第三次革命的最具代表性的產品，至今已經發展到第六代，商業化已發展到第五代。目前，IGBT已廣泛應用于國民經濟的各行各業中。
[0003]IGBT模塊主要應用在變頻器的主回路逆變器及一切逆變電路，即DC/AC變換中。當今以IGBT模塊為代表的新型電力電子器件是高頻電力電子線路和控制系統的核心開關元器件，現已廣泛應用于電力機車、高壓輸變電、電動汽車、伺服控制器、UPS、開關電源、斬波電源等領域，市場前景非常好。
[0004]IGBT模塊各個參數的準確測試是各個廠商必須完成的，對于大功率IGBT模塊來說，IGBT模塊由于模塊生產過程中必須采用鍵合線、功率電極等方法實現電氣連接，這種連接方式會在功率回路中形成一個小的阻抗，這種IGBT模塊結構性阻抗會影響到用戶系統設計中的仿真計算、功率損耗、串聯均壓、并聯均流等，所以提供準確的IGBT模塊結構性阻抗對于用戶是非常重要的，而各IGBT廠商皆將IGBT模塊結構性阻抗的測試方法作為技術秘密。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，采用電路對特殊結構的模塊進行測試，可以準確的測試出IGBT模塊結構性阻抗的大小，為用戶提
供參考。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]本發明的測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，在閉合直流電路中進行測試，具體包括下述步驟:
[0008](I)在閉合直流電路中接入正常IGBT模塊U1，電流I條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降值Vcesatl ；
[0009](2)在其他電路參數不變的條件下，串聯接入特殊IGBT模塊U2，與正常IGBT模塊Ul通過鍍金母排相連接，與步驟(I)相同的電流條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降值 Vcesat2 ；
[0010](3)計算得到 IGBT 模塊結構性阻抗值 R，R= (Vcesat2-Vcesatl)/I ；
[0011]其中，所述的特殊IGBT模塊U2為去除了 IGBT芯片的正常IGBT模塊，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導電層上，其他部分結構不改變；所述的電流I值根據顯示電壓值3?15V與預估的IGBT模塊結構性阻抗R值的比值預設。[0012]優選的，步驟(I)和步驟(2)中同步的對飽和壓降進行多次測試，步驟(3)中對R值取平均值。
[0013]優選的，所述的電流I值根據顯示電壓值3?5V與預估的IGBT模塊結構性阻抗R值的比值預設。
[0014]進一步的，所述的電流I值設定為3000A。
[0015]通過本發明的測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，能夠高精度的測試出IGBT模塊的結構性阻抗，該方法簡單易操作，提高了新產品參數測試的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關本發明的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發明的測試IGBT模塊結構性阻抗的方法中步驟(I)的電氣連接示意圖；
[0018]圖2是本發明的測試IGBT模塊結構性阻抗的方法中步驟(2)的電氣連接示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發明公開了一種測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，具體包括下述步驟:
[0020](I)在閉合直流電路中接入正常IGBT模塊U1，電流I條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降值Vcesatl ；
[0021](2)在其他電路參數不變的條件下，串聯接入特殊IGBT模塊U2，與正常IGBT模塊Ul通過鍍金母排相連接，與步驟(I)相同的電流條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降值 Vcesat2 ；
[0022](3)計算得到 IGBT 模塊結構性阻抗值 R，R= (Vcesat2-Vcesatl)/I ；
[0023]其中，所述的特殊IGBT模塊U2為去除了 IGBT芯片的正常IGBT模塊，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導電層上，其他部分結構不改變；所述的電流I值根據顯示電壓值3?15V與預估的IGBT模塊結構性阻抗R值的比值預設。
[0024]優選的，步驟(I)和步驟(2)中同步的對飽和壓降進行多次測試，步驟(3)中對R值取平均值。
[0025]優選的，所述的電流I值根據顯示電壓值3?5V與預估的IGBT模塊結構性阻抗R值的比值預設。
[0026]進一步的，所述的電流I值設定為3000A。
[0027]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0028]一般IGBT模塊的結構包括了底板、陶瓷層、焊層、環氧層、硅膠、IGBT芯片、PCB、外殼、功率電極、輔助電極和鍵合線等，其中鍵合線、功率電極等實現了 IGBT模塊的電氣連接，但這種連接方式會在功率回路中形成一個小的阻抗，即為IGBT模塊的結構性阻抗。為了測試出IGBT模塊結構性阻抗的大小，發明人設計制造出一個特殊結構的IGBT模塊，該特殊IGBT模塊將一般IGBT模塊結構中的IGBT芯片去除，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導電層上，其他部分結構不改變。
[0029]完成上述特殊結構的IGBT模塊后，按照圖1?圖2所示的電氣結構示意圖進行測試，測試方法如下:
[0030]如圖1所示，在閉合直流電路中僅接入正常IGBT模塊U1，并不接入特殊結構的IGBT模塊U2，對正常IGBT模塊Ul在3000A的電流條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降 Vcesatl ；
[0031]此處的電流值根據電壓值與預估的IGBT模塊結構性阻抗值的比值預設，IGBT模塊的結構性阻抗通常為幾個毫歐，顯示的電壓值一般為3?15V，更常見的為3?5V，據此推算出預設的測試電流值在幾千安培，3000A是一個根據經驗獲得的常用值，具體測試過程中要根據IGBT模塊的實際情況加以選擇調整。
[0032]如圖2所示，在其他電路參數不變的條件下，將特殊結構的IGBT模塊U2串聯接入圖1所示的測試電路中，由于IGBT模塊的結構性阻抗通常為毫歐級，測試電路的內阻可能會影響到測量結果的精確度，因此內阻要盡可能的小，以致可以忽略其對測試結果的影響，此處連接正常IGBT模塊Ul與特殊結構的IGBT模塊U2的母排采用鍍金母排B，減小了母排對測試結果的影響，然后再次對正常IGBT模塊在3000A的電流條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降Vcesat2 ；
[0033]此處選擇3000A的電流條件，是為了保持一致，便于后續的公式對結果的計算處理，其他電路參數保持不變也是同樣的出于最大限度的降低對測試環節的干擾的目的。
[0034]通過公式R=U/I= (Vcesat2-Vcesatl)/3000A,計算得到IGBT模塊結構性阻抗值R0
[0035]考慮到測試結果的人為過錯以及誤差，對飽和壓降Vcesatl和飽和壓降Vcesat2進行多次測量，并將測量結果中明顯可疑的數值加以剔除，再對多次測試的結果取平均值，以期最大程度排除人為的因素，確保結果的準確性。
[0036]通過以上3個步驟就可以測試出準確度較高的IGBT模塊結構性阻抗。
[0037]綜上所述，通過本發明的測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，能夠高精度的測試出IGBT模塊的結構性阻抗，該方法簡單易操作，提高了新產品參數測試的效率。
[0038]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
[0039]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【權利要求】
1.一種測試IGBT模塊結構性阻抗的方法，該方法在閉合直流電路中進行測試，其特征在于，包括下述步驟: (1)在閉合直流電路中接入正常IGBT模塊U1，電流I條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降值Vcesatl ； (2)在其他電路參數不變的條件下，串聯接入特殊IGBT模塊U2，與正常IGBT模塊Ul通過鍍金母排相連接，與步驟(1)相同的電流條件下進行飽和壓降的測試，得到飽和壓降值Vcesat2 ； (3)計算得到IGBT模塊結構性阻抗值R，R=(Vcesat2-Vcesatl) /I ； 其中，所述的特殊IGBT模塊U2為去除了 IGBT芯片的正常IGBT模塊，直接將鍵合線連接在陶瓷基板上的導電層上，其他部分結構不改變；所述的電流I值根據顯示電壓值3~15V與預估的IGBT模塊結構性阻抗R值的比值預設。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(1)和步驟(2)中同步的對飽和壓降進行多次測試，步驟(3 )中對R值取平均值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的電流I值根據顯示電壓值3~5V與預估的IGBT模塊結構性阻抗R值的比值預設。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:所述的電流I值設定為3000A。
【文檔編號】G01R27/14GK103604999SQ201310603333
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】張強 申請人:西安永電電氣有限責任公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
