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一种测试igbt模块结构性阻抗的方法
【专利摘要】本发明公开了一种测试IGBT模块结构性阻抗的方法，通过在闭合直流电路中相同的电流条件下分别测量正常IGBT模块，正常IGBT模块与特殊IGBT模块串联的饱和压降值，通过二者之差与电流的比值计算得到IGBT模块结构性阻抗，其中，所述的特殊IGBT模块为去除了IGBT芯片的正常IGBT模块。通过本发明的方法，能够高精度的测试出IGBT模块的结构性阻抗，该方法简单易操作，提高了新产品参数测试的效率。
【专利说明】一种测试IGBT模块结构性阻抗的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件测试【技术领域】，尤其涉及一种测试IGBT模块结构性阻抗的方法。
【背景技术】
[0002]绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor,全文简称 IGBT)具有高频率、高电压、大电流、尤其是容易开通和关断的性能特点，是国际上公认的电力电子技术第三次革命的最具代表性的产品，至今已经发展到第六代，商业化已发展到第五代。目前，IGBT已广泛应用于国民经济的各行各业中。
[0003]IGBT模块主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中。当今以IGBT模块为代表的新型电力电子器件是高频电力电子线路和控制系统的核心开关元器件，现已广泛应用于电力机车、高压输变电、电动汽车、伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源等领域，市场前景非常好。
[0004]IGBT模块各个参数的准确测试是各个厂商必须完成的，对于大功率IGBT模块来说，IGBT模块由于模块生产过程中必须采用键合线、功率电极等方法实现电气连接，这种连接方式会在功率回路中形成一个小的阻抗，这种IGBT模块结构性阻抗会影响到用户系统设计中的仿真计算、功率损耗、串联均压、并联均流等，所以提供准确的IGBT模块结构性阻抗对于用户是非常重要的，而各IGBT厂商皆将IGBT模块结构性阻抗的测试方法作为技术秘密。

【发明内容】

[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种测试IGBT模块结构性阻抗的方法，采用电路对特殊结构的模块进行测试，可以准确的测试出IGBT模块结构性阻抗的大小，为用户提
供参考。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]本发明的测试IGBT模块结构性阻抗的方法，在闭合直流电路中进行测试，具体包括下述步骤:
[0008](I)在闭合直流电路中接入正常IGBT模块U1，电流I条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降值Vcesatl ；
[0009](2)在其他电路参数不变的条件下，串联接入特殊IGBT模块U2，与正常IGBT模块Ul通过镀金母排相连接，与步骤(I)相同的电流条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降值 Vcesat2 ；
[0010](3)计算得到 IGBT 模块结构性阻抗值 R，R= (Vcesat2-Vcesatl)/I ；
[0011]其中，所述的特殊IGBT模块U2为去除了 IGBT芯片的正常IGBT模块，直接将键合线连接在陶瓷基板上的导电层上，其他部分结构不改变；所述的电流I值根据显示电压值3?15V与预估的IGBT模块结构性阻抗R值的比值预设。[0012]优选的，步骤(I)和步骤(2)中同步的对饱和压降进行多次测试，步骤(3)中对R值取平均值。
[0013]优选的，所述的电流I值根据显示电压值3?5V与预估的IGBT模块结构性阻抗R值的比值预设。
[0014]进一步的，所述的电流I值设定为3000A。
[0015]通过本发明的测试IGBT模块结构性阻抗的方法，能够高精度的测试出IGBT模块的结构性阻抗，该方法简单易操作，提高了新产品参数测试的效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本发明的测试IGBT模块结构性阻抗的方法中步骤(I)的电气连接示意图；
[0018]图2是本发明的测试IGBT模块结构性阻抗的方法中步骤(2)的电气连接示意图。
【具体实施方式】
[0019]本发明公开了一种测试IGBT模块结构性阻抗的方法，具体包括下述步骤:
[0020](I)在闭合直流电路中接入正常IGBT模块U1，电流I条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降值Vcesatl ；
[0021](2)在其他电路参数不变的条件下，串联接入特殊IGBT模块U2，与正常IGBT模块Ul通过镀金母排相连接，与步骤(I)相同的电流条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降值 Vcesat2 ；
[0022](3)计算得到 IGBT 模块结构性阻抗值 R，R= (Vcesat2-Vcesatl)/I ；
[0023]其中，所述的特殊IGBT模块U2为去除了 IGBT芯片的正常IGBT模块，直接将键合线连接在陶瓷基板上的导电层上，其他部分结构不改变；所述的电流I值根据显示电压值3?15V与预估的IGBT模块结构性阻抗R值的比值预设。
[0024]优选的，步骤(I)和步骤(2)中同步的对饱和压降进行多次测试，步骤(3)中对R值取平均值。
[0025]优选的，所述的电流I值根据显示电压值3?5V与预估的IGBT模块结构性阻抗R值的比值预设。
[0026]进一步的，所述的电流I值设定为3000A。
[0027]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详细的描述，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的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。
[0028]一般IGBT模块的结构包括了底板、陶瓷层、焊层、环氧层、硅胶、IGBT芯片、PCB、外壳、功率电极、辅助电极和键合线等，其中键合线、功率电极等实现了 IGBT模块的电气连接，但这种连接方式会在功率回路中形成一个小的阻抗，即为IGBT模块的结构性阻抗。为了测试出IGBT模块结构性阻抗的大小，发明人设计制造出一个特殊结构的IGBT模块，该特殊IGBT模块将一般IGBT模块结构中的IGBT芯片去除，直接将键合线连接在陶瓷基板上的导电层上，其他部分结构不改变。
[0029]完成上述特殊结构的IGBT模块后，按照图1?图2所示的电气结构示意图进行测试，测试方法如下:
[0030]如图1所示，在闭合直流电路中仅接入正常IGBT模块U1，并不接入特殊结构的IGBT模块U2，对正常IGBT模块Ul在3000A的电流条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降 Vcesatl ；
[0031]此处的电流值根据电压值与预估的IGBT模块结构性阻抗值的比值预设，IGBT模块的结构性阻抗通常为几个毫欧，显示的电压值一般为3?15V，更常见的为3?5V，据此推算出预设的测试电流值在几千安培，3000A是一个根据经验获得的常用值，具体测试过程中要根据IGBT模块的实际情况加以选择调整。
[0032]如图2所示，在其他电路参数不变的条件下，将特殊结构的IGBT模块U2串联接入图1所示的测试电路中，由于IGBT模块的结构性阻抗通常为毫欧级，测试电路的内阻可能会影响到测量结果的精确度，因此内阻要尽可能的小，以致可以忽略其对测试结果的影响，此处连接正常IGBT模块Ul与特殊结构的IGBT模块U2的母排采用镀金母排B，减小了母排对测试结果的影响，然后再次对正常IGBT模块在3000A的电流条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降Vcesat2 ；
[0033]此处选择3000A的电流条件，是为了保持一致，便于后续的公式对结果的计算处理，其他电路参数保持不变也是同样的出于最大限度的降低对测试环节的干扰的目的。
[0034]通过公式R=U/I= (Vcesat2-Vcesatl)/3000A,计算得到IGBT模块结构性阻抗值R0
[0035]考虑到测试结果的人为过错以及误差，对饱和压降Vcesatl和饱和压降Vcesat2进行多次测量，并将测量结果中明显可疑的数值加以剔除，再对多次测试的结果取平均值，以期最大程度排除人为的因素，确保结果的准确性。
[0036]通过以上3个步骤就可以测试出准确度较高的IGBT模块结构性阻抗。
[0037]综上所述，通过本发明的测试IGBT模块结构性阻抗的方法，能够高精度的测试出IGBT模块的结构性阻抗，该方法简单易操作，提高了新产品参数测试的效率。
[0038]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0039]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种测试IGBT模块结构性阻抗的方法，该方法在闭合直流电路中进行测试，其特征在于，包括下述步骤: (1)在闭合直流电路中接入正常IGBT模块U1，电流I条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降值Vcesatl ； (2)在其他电路参数不变的条件下，串联接入特殊IGBT模块U2，与正常IGBT模块Ul通过镀金母排相连接，与步骤(1)相同的电流条件下进行饱和压降的测试，得到饱和压降值Vcesat2 ； (3)计算得到IGBT模块结构性阻抗值R，R=(Vcesat2-Vcesatl) /I ； 其中，所述的特殊IGBT模块U2为去除了 IGBT芯片的正常IGBT模块，直接将键合线连接在陶瓷基板上的导电层上，其他部分结构不改变；所述的电流I值根据显示电压值3~15V与预估的IGBT模块结构性阻抗R值的比值预设。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(1)和步骤(2)中同步的对饱和压降进行多次测试，步骤(3 )中对R值取平均值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的电流I值根据显示电压值3~5V与预估的IGBT模块结构性阻抗R值的比值预设。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述的电流I值设定为3000A。
【文档编号】G01R27/14GK103604999SQ201310603333
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】张强 申请人:西安永电电气有限责任公司