[实用新型]一种用于单芯片压接型IGBT器件结温实时监测装置

说明书

本实用新型公开一种用于单芯片压接IGBT器件结温实时监测装置，该装置选取小电流下压接IGBT模块集电极和发射极电压V_ce作为温度敏感电参数。包括：温箱实验单元，驱动单元，保护单元，小电流测试单元，功率循环单元，数据采集分析单元，待测单芯片压接型IGBT器件单元。装置通过温箱实验单元和小电流测试单元获得的温度敏感电参数V_ce和结温T_j，建立压接IGBT模块特性曲线。功率循环过程中，通过功率循环实验单元控制待测压接IGBT器件导通和关断，然后将数据采集分析模单元采集的关断瞬间V_CE结果带入特性曲线，得到结温变化情况。本装置设有压力可调夹具装置，可测量不同压力下压接IGBT器件特性曲线。本实用新型实时监测不同压力下压接IGBT器件结温。

技术领域

本实用新型涉及压接型IGBT器件测试领域，具体涉及一种用于单芯片压接IGBT器件结温实时监测装置。

背景技术

压接型IGBT(绝缘栅双极型晶体管)器件具备高功率密度，高可靠性等特点，是理想的大功率半导体开关器件。现已广泛应用到轻型交直流输电、大型工业驱动、能源等高端装备行业。

压接型IGBT器件在服役过程中一方面自身产生大量的热量，芯片结温较高，另一方面由于反复升温、冷却，器件开关过程中结温波动大，同时服役过程中单个芯片需承受千牛的压力。集电极、发射极受热发生翘曲，变形引起压接型IGBT压力分布不均，热阻继而增大，使得芯片结温波动上升，最终导致芯片性能降级或失效。为保证压接IGBT器件长期稳定运行，需对结温进行实时监测。

现有技术中，压接IGBT器件结温测量方法主要包括：物理接触法、光学法、热网络法和温敏参数法。物理接触法需要在器件内置入热电偶或热电阻，改变压接封装结构。光学法需要将压接IGBT器件部分开封，使芯片暴露在热像仪下，这种方法改变压力了分布形式。热网络法中热网络参数会在压接IGBT器件内各层老化后变化，作为实时监测指标误差较大，结温计算准确性低。温敏参数法为非接触式测量，只需测量压接IGBT器件电参数，反应灵敏，可实现实时监测。

实用新型内容

为了改善上述问题，本实用新型提供一种基于温敏参数法的单芯片压接型IGBT器件结温实时监测装置。该装置不改变单芯片压接型IGBT器件的封装结构，具有测量方式简单，结温准确性高，实时监测等优点。

本实用新型提供的技术方案是：一种基于温敏参数法的单芯片压接型IGBT器件结温实时监测装置，分为特征曲线测量模块和实时监测模块。具体包括温箱实验单元101，驱动单元102，保护单元103，小电流测试单元104，数据采集分析单元105，待测单芯片压接型IGBT器件单元106，功率循环单元107。

所述特征曲线测量模块和实时检测模块共用驱动单元102，保护单元103，小电流测试单元104，数据采集分析单元105，待测单芯片压接型IGBT器件单元106。

所述待测单芯片压接型IGBT器件单元106设有栅极引出端106-1、集电极引出端106-2、发射极引出端106-3、压力调节装置106-4，如图5所示。

所述特征曲线测量模块包括温箱实验单元101，驱动单元102，保护单元103，小电流测试单元104，数据采集分析单元105，待测单芯片压接型IGBT器件单元106，如图1所示。

所述待测单芯片压接型IGBT器件单元106置于温箱实验单元101内。

所述驱动单元102与待测单芯片压接型IGBT器件单元106的栅极引出端106-1、发射极引出端106-3连接。所述保护单元103与待测单芯片压接型IGBT器件单元106集电极引出端106-2、发射极引出端106-3连接。所述小电流测试单元104与待测单芯片压接型IGBT器件单元106集电极引出端106-2、发射极引出端106-3连接。所述数据采集分析单元105与待测单芯片压接型IGBT器件单元连接106集电极引出端106-2、发射极引出端106-3。