Способ контроля качества силовыхполупроводниковых приборов прижимнойконструкции

Союз Советскнх Социалистических РеслублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1819755(51)М. Кл.з с присоединением заявки Йо 6 01 В 31/26 Государственный комитет СССР о аелам изобретений н открытий(23) Приоритет Ойубликовано 07,04,81, Бюллетень М 13 Дата опубликования описания 0704. 81(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СИЛОВЫХПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПРИЖИМНОЙКОНСТРУКЦИИ Изобретение относится к области функциональных измерений полупроводниковых приборов и может быть использовано при производстве и применении силовых диодов и тиристоров прижимной конструкции. Известны способы контроля качества силовых полупроводниковых приборов, по которым через испытуемый при 1 О борпропускают один или несколько измерительных импульсов тока, амплитуда которых равна увеличенному в 3,14 раза значению предельного тока. Длительность и частоту импульсов вы бирают такими, чтобы исключить нагревание испытуемого прибора и обеспечить окончание переходных процессов к моменту измерения при испытаниях тиристоров. При испытаниях полупро" 20 водниковых приборов прижимной конструкции весь комплекс испытаний проводится при номинальном сжимающем усилии, указываемом заводом-изготовителем для прибора данного типораз мера, При использовании известного способа полупроводниковый прибрр считается годным, если измеренное падение напряжения не превышает допустимых значений 1). 30 Однако известный способ не позволяет отбраковать приборы с дефектами металлизапии катодной поверхности, йеплоскостностью внутренних токоотводящих деталей, перекосами корпусов и др. Перечисленные виды технологических дефектов не приводят к увеличению прямого падения напряжения на испытуемом приборе выше допустимого уровня и поэтому не будут отбракованы. Вместе с тем такие приборы должны рассматриваться как потенциально ненадежные, поскольку для силовых полупроводникрвых приборов прижимной конструкции с технологическими дефектами контактных поверхностей в эксплуатации характерен избыточный общий или локальный перегрев структуры. Избыточный перегрев структуры снижает надежность преобразовательногб устройства и приводит к отказам полупроводниковых при боров. Общий перегрев снижает напряжение загиба вольтамперной характерис тики и увеличивает токи утечки. Локальный перегрев приводит к точечным прожогам структуры, эрозии катодной поверхности и резкому снижению напряжения переключения тиристора. По-. лупроводниковые силовые приборы поижимной конструкции с дефектами кон" тактных поверхностей обладают повышенной чувствительностью к качеству охладителей, что также сильно снижает эксплуатационную надежность преобразовательных устройств.. Целью изобретения является повышение достоаерности контроля за счет выявления потенциально ненадежных полупроводниковых приборов.Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу прямое падение напряжения дополнительно измеряют при сжимающем усилии, сниженном по сравнению с номинальным, например, на 25. О качестве прибора судят .по разности значений прямого падения напряжения при указанных сжимающих усилияхПредлагаемый способ поясняется на чертеже, где приведены зависимости прямого падения напряжения от сжимающего усилия для. потенциально надежного прибора 1 и потенциально ненадежного прибора 2.При использовании известного способа контроля качества полупроводникового прибора по прямому падению напряжения устанавливают номинальное сжимающее усилие с точностью АРом При Рдля испытуеьых приборов 1 и 2 получают одно и то же значение Ор. Оба испытуеьвх прибора считают годными, если выполняется условие ОномОном.взеънГде Оном. МРхн допустимое значение классификационного прямого падения напряжения для полупроводникового прибора данного типоразмера. При использовании предлагаемого способа дополнительно измеряют прямое падение напряжения при сжимающем усилии, уменьшенном до величины Ря ,. которую выбирают меньше, чем номинальное сжимающее усилие Рщц, например, на 25. Для испытуемого .прибора 1.получают практически одинаковые значения прямого падения напряжения, независимо от величины сжчмающего усилия в укаэанном диапазоне. Для испытуемого прибора 2 получают падение напряжения О . За критерий годности испытуемого прибора принимают условие О- О 6 К, где К . - критерий годности, Критерий годности К: выбирают для приборов.данного типоразмера на основании исследований контрольных партий.Описанным способом проводился контроль качества партии тиристоров типа Т 3-320.Для оТбраковки по известному и преддагаемому способам через испытуемее приборы пропускались одиночные синусондальнне импульсы тока с амплитудой 10005 А, длительностью 4 мс. Сжимающее усилие контролирова-лось при помощи динамометра сжатия типа ДС-З, установленного в процессе последовательно с испытуеьнм прибо Формула изобретения Способ контроля качества силовыхполупроводниковых приборов прижимнойконструкции, включающий пропусканиечерез испытуемый прибор измерительного импульса тока и измерение прямого падения напряжения при номинальном сжимающем усилии, о т я и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности эа счет выявления потенциально ненадежных приборов,прямое падение напряжения дополнительно измеряют при сжимающем усилии,сниженном по сравнению с номинальным,а о качестве прибора судят по разности значений прямого падения напряжения при указанных сжимающих усилиях.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, ГОСТ 14069-72, Вентили силовыеполупроводниковые кремниевые управляемые - тиристоры. М., Госстандарт 45 5 Ь бЬ 65,СССР, 1973, п. 5. 13. ром с точностью до 1200 Н. Прямоепадение напряжения измеряли цифровымвольтметром ВК 7 10 А/1 с точностью,,до 1 5 мв.Согласно известному способу для 5 тиристоров типа ТЗкритерием год.,ности считают условие Онщ ( 2,36 Впри Рном = 12000 Н (напримерПаспорт ОДЖ 468280, 1975, на тиристорыТЗпо ТУ ОДЖ 529.021). По предлагаемому способу на основе предварительных экспериментальных исследований эа критерий годности для ТЗ выбрано условие .ОИ .Оном0,05 О ,где Ом - прямое падение напряженияпри сжимающем усилие Ря = 0,75 Р 15 = 9000 Н.Использование предлагаемого способа позволило выявить из десяти ти-ристоров два потенциально нейадежных прибора со скрытыми дефектами 2 Ь контактных поверхностей, не обнаруженными при испытаниях по известномуспособу.Использование предлагаемого способа контроля качества силовых полупроводниковых приборов прижимнойконструкции обеспечивает прогнозирование потенциально ненадежных приборов с дефектами контактных поверхностей.За счет исключения отказов, свя- ЗЬ эанных с потенциальной ненадежностью .приборов с дефектами контактных поверхностей, повышается эффективностьработы преобразовательных устройствповышенной надежности с большим количеством параллельных ветвей, а такжеэкономичность при раэбраковке силовых полупроводниковых приборов прижимной конструкции эа счет возмож/ности использовать отбракованные при боры в установках с одной параллельной ветвью или в менее ответственныхустройствах819755 Составитель А.ОжередоРедактор О,Филиппова Техред Т.Маточка орректор Л.Ива одпис ака лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 381/26 Тираж 732ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раушс омитета СССРоткрытий я наб., д. 4