一种用于功率半导体模块机械冲击试验的工装及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到功率半导体模块领域，特质是一种适用于功率半导体模块的机械冲击试验的工装及试验方法。
【背景技术】
[0002]传统的机械冲击试验，有两种试验方法:
第一种，使用带螺栓孔的工装将模块固定在试验台上。如图1?4所示，其具体流程为:
(1)开始后，使用工装将试验样品固定在试验台面上；
(2)进行某一个方向的机械冲击试验；
(3)拆卸工装、更换工装；
(4)旋转样品方向，使用工装重新固定样品；
(5)进行另一个方向机械冲击试验；
(6)重复步骤(I)?(5)，直到六个方向试验全部完成，即结束试验。
[0003]上述方法要求试验样品的形状必须是方正的，才能适用于各个面均能受力的情况。完成所有六个方向试验需要30个步骤。
[0004]第二种，先将模块固定在工装上，再将工装固定在试验台上。如图5?图8所示，其具体流程为:
(1)开始后，将试验样品固定在工装上；
(2)将工装固定在试验台上；
(3)进行某一个方向的机械冲击试验；
(4)拆卸工装及试验样品、更换工装并安装样品；
(5)旋转方向,将工装固定在试验台上；
(6)进行另一个方向机械冲击试验；
(7)重复步骤(I)?(6)，直到六个方向试验全部完成，即结束试验。
[0005]上述方法可以针对样品表面不规则或规则的情况，适应于单个面受力或多个面受力的情况。但不同方向的机械冲击试验需要使用不同的试验工装，完成所有六个方向试验需要36个步骤。
[0006]综上所述，由于机械冲击试验台只能进行一个方向的运动，而IGBT模块的冲击试验需要考虑到多方向的机械冲击。因此，以上传统的方法需要使用多个固定工装从模块的表面进行固定，且需要进行试验样品的多次拆卸和安装才能完成XYZ六个方向的机械冲击。即，每个方向机械冲击完成后，需要更换工装和旋转试验样品方向，但是传统工装安装产生的机械应力可能会造成样品的损坏，如容易由于压力造成模块管壳破裂。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构原理简单、操作更加简便、试验数据更加精确可靠、能够有效防止试验样品损坏的功率半导体模块机械冲击试验方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种用于功率半导体模块机械冲击试验的工装，包括方形的底板和四块侧板，所述四块侧板与底板垂直并分别位于底板的一条侧边上，所述底板上设有用来固定试验样品的样品安装孔，所述四块侧板中两两平行形成一组，其中一组的侧板上设有用来在试验台安装台面X轴方向安装的第一固定安装孔，另外一组的侧板上设有用来在试验台安装台面Y轴方向安装的第二固定安装孔，所述底板上设有用来在试验台安装台面Z轴方向安装的第三固定安装孔。
[0009]本发明进一步提供一种基于上述工装的功率半导体模块机械冲击试验方法，其步骤为:
(1)开始后，使用试验样品固定在工装上；
(2)将工装固定在试验台上；
(3)进行某一个方向的机械冲击试验；
(4)拆卸工装、旋转方向、将工装固定在试验台上；
(5)进行另一个方向机械冲击试验；
(6)重复步骤(2)?(5)，直到六个方向试验全部完成，即结束试验。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点在于:
(I)本发明对不同型号的IGBT模块具有通用性，同样也适用于能够通过背面固定的功率半导体机械冲击试验。
[0011](2)本发明有效的避免了传统压装方式造成的管壳破损等问题。
[0012](3)本发明大大简化了 IGBT模块的机械冲击试验步骤。
[0013](4)本发明与实际应用中的固定方式一致，试验数据更具有说服力。
【附图说明】
[0014]图1是第一种传统方法的流程示意图。
[0015]图2是第一种传统方法在进行Z方向试验时的原理示意图。
[0016]图3是第一种传统方法在进行X方向试验时的原理示意图。
[0017]图4是第一种传统方法在进行Y方向试验时的原理示意图。
[0018]图5是第二种传统方法的流程示意图。
[0019]图6是第二种传统方法在进行Z方向试验时的原理示意图。
[0020]图7是第二种传统方法在进行X方向试验时的原理示意图。
[0021]图8是第二种传统方法在进行Y方向试验时的原理示意图。
[0022]图9是本发明方法的流程示意图。
[0023]图10是本发明工装的结构示意图。
[0024]图11是本发明工装的俯视结构示意图。
[0025]图12是本发明工装的侧视结构示意图。
[0026]图13是本发明工装与试验样品连接后的结构示意图。
[0027]图14是本发明方法在具体应用实例中进行X方向试验时的原理示意图。
[0028]图15是本发明方法在具体应用实例中进行Y方向试验时的原理示意。
[0029]图16是本发明方法在具体应用实例中进行Z方向试验时的原理示意。
[0030]图例说明:
1、底板；2、侧板；3、试验样品；4、样品安装孔；5、第一固定安装孔；6、第二固定安装孔；7、第三固定安装孔。
【具体实施方式】
[0031]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0032]如图10、图11、图12和图13所示，本发明用于功率半导体模块机械冲击试验的工装，包括方形的底板I和四块侧板2，四块侧板2与底板I垂直并分别位于底板I的一条侧边上，底板I上设有用来固定试验样品3的样品安装孔4，四块侧板2中两两平行形成一组，其中一组的侧板2上设有用来在试验台安装台面X轴方向安装的第一固定安装孔5，另外一组的侧板上设有用来在试验台安装台面Y轴方向安装的第二固定安装孔6，底板I上设有用来在试验台安装台面Z轴方向安装的第三固定安装孔7。
[0033]在使用时，首先将试验样品3通过样品安装孔4固定于底板I上，在整个完整试验中均无需移动和装配。如图14所示，利用第一固定安装孔5可以固定于试验台安装台面上并令试验样品3处于X轴方向的试验状态。如图15所示，利用第二固定安装孔6可以固定于试验台安装台面上并令试验样品3处于Y轴方向的试验状态。如图16所示，利用第三固定安装孔7可以固定于试验台安装台面上并令试验样品3处于Z轴方向的试验状态。
[0034]基于上述工装，如图9所示，本发明进一步提供了一种功率半导体模块机械冲击试验方法，其步骤为:
(O开始后，使用试验样品3固定在工装上；
(2)将工装固定在试验台上；
(3)进行某一个方向的机械冲击试验；
(4)拆卸工装、旋转方向、将工装固定在试验台上；
(5)进行另一个方向机械冲击试验；
(6)重复步骤(2)?(5)，直到六个方向试验全部完成，即结束试验。
[0035]由上可知，本发明的方法可以针对样品表面不规则或规则的情况，适应于单个面受力或多个面受力的情况。使用一个工装就能实现六个方向的机械冲击试验，完成所有六个方向试验需要25个步骤。
[0036]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于功率半导体模块机械冲击试验的工装，其特征在于，包括方形的底板(I)和四块侧板(2)，所述四块侧板(2)与底板(I)垂直并分别位于底板(I)的一条侧边上，所述底板(I)上设有用来固定试验样品(3)的样品安装孔(4)，所述四块侧板(2)中两两平行形成一组，其中一组的侧板(2)上设有用来在试验台安装台面X轴方向安装的第一固定安装孔(5)，另外一组的侧板上设有用来在试验台安装台面Y轴方向安装的第二固定安装孔(6)，所述底板(I)上设有用来在试验台安装台面Z轴方向安装的第三固定安装孔(7)。2.一种基于权利要求1中工装的功率半导体模块机械冲击试验方法，其特征在于，步骤为: (1)开始后，使用试验样品(3)固定在工装上； (2)将工装固定在试验台上； (3)进行某一个方向的机械冲击试验； (4)拆卸工装、旋转方向、将工装固定在试验台上； (5)进行另一个方向机械冲击试验； (6)重复步骤(2)?(5)，直到六个方向试验全部完成，即结束试验。
【专利摘要】本发明公开了一种用于功率半导体模块机械冲击试验的工装及试验方法，该工装包括方形的底板和四块侧板，所述四块侧板与底板垂直并分别位于底板的一条侧边上，所述底板上设有用来固定试验样品的样品安装孔，所述四块侧板中两两平行形成一组，其中一组的侧板上设有用来在试验台安装台面X轴方向安装的第一固定安装孔，另外一组的侧板上设有用来在试验台安装台面Y轴方向安装的第二固定安装孔，所述底板上设有用来在试验台安装台面Z轴方向安装的第三固定安装孔。该方法是基于上述工装的试验方法。本发明具有结构原理简单、操作更加简便、试验数据更加精确可靠、能够有效防止试验样品损坏等优点。
【IPC分类】G01M7/08
【公开号】CN104949814
【申请号】CN201410113149
【发明人】周望君, 彭勇殿, 李继鲁
【申请人】株洲南车时代电气股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月25日