一种压接式功率模块检测系统，包括：压接式功率模块，电源单元，信号采集单元，控制单元，驱动单元，动作单元；所述压接式功率模块包括至少一层功率模块层，所述功率模块层包括n*m个子单元芯片，n个用于连接每行子单元芯片栅极的信号传输条，所述信号传输条包括m层堆叠集成的信号传输子条，每个信号传输子条用于传输一个子单元芯片的信号。本发明解决了现有压接式功率模块内部子单元芯片难以单独排除故障的技术问题，可实现功率模块内部子单元芯片的单独控制和检测。
1.一种压接式功率模块检测系统，其特征在于，包括：压接式功率模块，电源单元，信号采集单元，控制单元，驱动单元，动作单元；所述压接式功率模块包括至少一层功率模块层，所述功率模块层包括n*m个子单元芯片，n个用于连接每行子单元芯片栅极的信号传输条，所述信号传输条包括m层堆叠集成的信号传输子条，每个信号传输子条用于传输一个子单元芯片的信号；
各层信号传输子条的芯片栅极信号相连处和外接测试端的覆铜面依次漏出。
2.根据权利要求1所述的压接式功率模块检测系统，其特征在于，所述控制单元用于对指定子单元芯片栅极控制端口输出端发出控制信号；并根据信号采集单元采集的信号判断子单元芯片是否出现故障。
3.根据权利要求2所述的压接式功率模块检测系统，其特征在于，所述根据信号采集单元采集的信号判断子单元芯片是否出现故障为：采用驱动单元向指定子单元芯片输出至少两个不同的栅极驱动电压，判断子单元芯片电流是否受栅极控制变化，若变化，泽子单元芯片未短路，若不变化，则子单元芯片短路。
4.根据权利要求1所述的压接式功率模块检测系统，其特征在于，所述信号采集单元用于通过AD信号采集电压于电流信号；所述电源单元为电压电流源；所述子单元芯片包括功率芯片及FRD芯片，所述功率芯片包括MOSFET芯片或IGBT芯片。
5.根据权利要求1所述的压接式功率模块检测系统，其特征在于，所述动作单元包括电机，所述电机在控制单元的控制下移除故障子单元芯片。
6.一种采用如权利要求1‑5之一所述的压接式功率模块检测系统的压接式功率模块检测方法，其特征在于，包括：S1：采用控制单元控制驱动单元向指定至少一个子单元芯片Cxy输出第一驱动电压VC1；采集子单元芯片在第一驱动电压VC1下的的第一采集电压值V1和第一采集电流值I1；1
7.根据权利要求6所述的压接式功率模块检测方法，其特征在于，所述S3判断子单元芯片Cxy是否出现故障为：若第一采集电压值V1与第二采集电压值V2相等则子单元芯片短路。
8.根据权利要求6所述的压接式功率模块检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括S4：若子单元芯片Cxy出现故障，采用控制单元控制动作单元移除出现故障子单元芯片Cxy。
9.根据权利要求6所述的压接式功率模块检测方法，其特征在于，所述S3包括：采用T个不相同的驱动电压VCj重复S2T次，对应采集T个第j采集电压值Vj和第j采集电流值Ij，1
10.根据权利要求9所述的压接式功率模块检测方法，其特征在于，所述T个不相同的驱动电压VCj步长范围为0.5‑5V，所述采集T个第j采集电压值Vj和第j采集电流值Ij的时间间隔范围为20ns‑200us。
一种压接式功率模块检测系统及检测方法
技术领域
[0001] 半导体领域，具体涉及电力电子器件的制备
背景技术
[0002] 本发明设计一种基于多层PCB板便于检测的压接式器件，这种器件可以方 便的测试出压接式器件的失效子单元的位置。
[0003] 在传统的焊接式功率模块内部，线路的杂散参数较大，关断的过程中会产 生很大的电压尖峰并伴随着一定的电磁干扰。当电力系统对功率等级提出更高 的要求，需要更多
的芯片并联时，将进一步增大芯片栅极、发射极、集电极的 寄生参数及其差异性，加剧了电
压过冲、增大了开关损耗，并导致电流极大的 不均衡，从而降低了器件的可靠性。相比于焊
接式功率模块，压接式具有高电 压、大电流、杂散电感低、开关速度快、可双面散热等优势，
因此压接式功率 模块已经成为高压直流输电中半导体器件的主流选择。
[0004] 而压接式功率模块由于是通过压力将各个子单元并联压接在一起，在使用 过程中多发生短路失效，然而传统由于器件是所有芯片一起并联，一旦内部有 芯片短路就会导
致整个器件的失效。而传统的压接型器件在排除失效芯片时非 常困难，需要将各个芯片单
独取出进行晶圆级测试，整个测试过程非常繁琐。
发明内容
[0005] 为克服现有技术的不足，解决压接式功率模块内部子单元芯片难以单独排 除故障的技术问题，本发明可实现功率模块内部可单独控制和检测的压接式功 率模块检测系
统及检测方法。
[0006] 一种压接式功率模块检测系统，包括：压接式功率模块，电源单元，信号 采集单元，控制单元，驱动单元，动作单元；
[0007] 所述压接式功率模块包括至少一层功率模块层，所述功率模块层包括n*m 个子单元芯片，n个用于连接每行子单元芯片栅极的信号传输条，所述信号传输 条包括m层堆叠集
成的信号传输子条，每个信号传输子条用于传输一个子单元 芯片的信号。
[0008] 优选的，所述控制单元用于对指定子单元芯片栅极控制端口输出端发出控 制信号；并根据信号采集单元采集的信号判断子单元芯片是否出现故障。
[0009] 优选的，所述根据信号采集单元采集的信号判断子单元芯片是否出现故障 为：采用驱动单元向指定子单元芯片输出至少两个不同的栅极驱动电压，判断 子单元芯片电流
是否受栅极控制变化，若变化，泽子单元芯片未短路，若不变 化，则子单元芯片短路。
[0010] 优选的，所述信号采集单元用于通过AD信号采集电压于电流信号；所述 电源单元为电压电流源；所述子单元芯片包括功率芯片及FRD芯片，所述功率 芯片包括MOSFET芯片
或IGBT芯片。
[0011] 优选的，所述动作单元包括电机，所述电机在控制单元的控制下移除故障 子单元芯片。
[0012] 一种压接式功率模块检测方法，包括：
[0013] S1：采用控制单元控制驱动单元向指定至少一个子单元芯片Cxy输出第一驱 动电压VC1；采集子单元芯片在第一驱动电压VC1下的的第一采集电压值V1和 第一采集电流值I1；
1
[0014] S2：采用控制单元控制驱动单元向指定子单元芯片输出与第一驱动电压VC1的电压值不同的第二驱动电压VC2；采集子单元芯片Cxy在第一驱动电压VC2下 的的第二采集电压值
V2和第二采集电流值I2；
[0015] S3：比较第一采集电压值V1与第二采集电压值V2，以及第一采集电流值I1与第二采集电流值I2，判断子单元芯片Cxy是否出现故障。
[0016] 优选的，所述S3判断子单元芯片Cxy是否出现故障为：若第一采集电压值 V1与第二采集电压值V2相等则子单元芯片短路。
[0017] 优选的，所述检测方法还包括S4：若子单元芯片Cxy出现故障，采用控制 单元控制动作单元移除出现故障子单元芯片Cxy。
[0018] 优选的，所述S3包括：采用T个不相同的驱动电压VCj重复S2 T次，对 应采集T个第j采集电压值Vj和第j采集电流值Ij，1采集电流值Ij。
[0019] 优选的，所述T个不相同的驱动电压VCj步长范围为0.5‑5V，所述采集T 个第j采集电压值Vj和第j采集电流值Ij的时间间隔范围为20ns‑200us。
[0020] 本发明的压接功率检测模块系统，在待检测压接式功率模块的子单元芯片 栅极引出时使用多层信号传输条，在外接测试端各层板的覆铜面依次漏出，这 种特殊的信号传
输条可以实现器件内指定芯片的驱动，可实现单独驱动指定一 个或多个子单元芯片或针
对指定的一个或多个子单元芯片进行故障排查和更 换。
附图说明
[0021] 图1为实施例一提供的压接式功率模块的示意图
[0022] 图2为实施例一提供的压接式功率模块的示意图
[0023] 图3为实施例一提供的压接式功率模块检测系统检测系统的示意图
[0024] 图4为实施例一提供的压接式功率模块检测系统检测方法流程图
具体实施方式
[0025] 下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用 于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟 练人员根据上述本
发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属 于本发明的保护范围。
[0026] 实施例一
[0027] 本实施例提供一种压接式功率模块检测系统，如图1‑3所示。
[0028] 本实施例提供的压接式功率模块检测系统如图3所示，包括：压接式功率 模块，电源单元，信号采集单元，控制单元，驱动单元，动作单元。
[0029] 如图1所示，本实施例的压接式功率模块，其包括自上而下依次设置的芯 片、FR4板、铜块、铜板，将上端盖分离成两层；底下一层用单独的铜块嵌入 FR4板中与各个芯片的
集电极(C极)相连，且端盖上套有绝缘外框，铜板作为 端盖置于顶层；栅极的引出使用多层
PCB板，在外接测试端各层PCB板的覆铜 面依次漏出，这种特殊的PCB板可以实现器件内指
定芯片的驱动。
[0030] 如图2所示，是本实施例提供的压接式功率模块中的信号传输条，包括五 层由上至下长度递减的PCB条粘接而成。信号传输条的制备方法包括：根据每 行五个子单元芯片
到功率模块外边沿的距离，在PCB上裁剪五个与距离一一对 应的长度的单条。若每行子单
元芯片数量为其他数量，或每一个信号传输条用 于传输每列的子单元芯片的信号，则PCB
单条的数量根据压接式功率芯片的每 列或行的子单元芯片数量确定。制备的单层的PCB，
通过胶水将PCB错开粘接， 粘接时把与芯片栅极信号相连处和最外侧引出部分漏出，便于
顶针接触。胶水 可使用有机硅类胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶、耐温环氧胶、聚酰亚胺胶等。
[0031] 电源单元为电压电流源，用于向压接式功率模块提电；动作单元包括电机， 用于在控制单元的控制下更换故障子单元芯片。
[0032] 信号采集单元采集的用于采集子单元芯片的电压值及电流值。
[0033] 控制单元用于对指定子单元芯片栅极控制端口输出端发出控制信号；并根 据信号采集单元采集的信号判断子单元芯片是否出现故障。判断子单元芯片是 否出现故障为：
采用驱动单元向指定子单元芯片输出至少两个不同的栅极驱动 电压，判断子单元芯片电
流是否受栅极控制变化，若变化，则子单元芯片未短 路，若不变化，则子单元芯片短路。控
制单元还控制所述电机移除故障子单元 芯片。
[0034] 本实施例还提供一种压接式功率模块检测方法，如图4所示。
[0035] 步骤1：开始。
[0036] 步骤2：控制单片机对指定子单元芯片栅极控制端口输出控制信号。
[0037] 步骤3：单片机控制接入对应子单元芯片的集电极(C极)接线端口，给定 电压5V。
[0038] 步骤4：实时检测子单元芯片集电极发射极(CE极)的电压电流值。
[0039] 步骤5：栅极驱动电压从0V调整到15V，步长1V，测量间隔200us。
[0040] 步骤6：判断检测的集电极发射极(CE极)电压与电流是否受栅极控制而 变化。若变化，则说明该子单元芯片无短路故障，采用单片机控制测量下一组 指定的子单元芯片；
若不变化，则说明上述子单元芯片中电流电压未变化的子 单元芯片出现短路故障。
[0041] 步骤7：采用单片机控制电机移除出现短路故障的子单元芯片。
[0042] 本实施例的压接功率检测模块系统，在待检测压接式功率模块的子单元新 品栅极引出时使用多层信号传输条，在外接测试端各层板的覆铜面依次漏出， 这种特殊的信号
传输条可以实现器件内指定芯片的驱动，可实现单独驱动指定 一个或多个子单元芯片或
针对指定的一个或多个子单元芯片进行故障排查和更 换。
[0043] 尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的 技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下， 可以在形式和细节
上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都 应属于本发明所附权利要求的
保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门 和方法中的各个步骤，可以以任意组合的
形式组合在一起。因此，对本发明中 所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范
围，而是用于描述本发明。 相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要
求或其等同物 进行限定。
