CN104730295A

CN104730295A - 一种smd封装半导体器件热阻测试夹具

Info

Publication number: CN104730295A
Application number: CN201510154242.0A
Authority: CN
Inventors: 茹志芹; 迟雷; 彭浩; 张瑞霞; 林奇全
Original assignee: CETC 13 Research Institute
Current assignee: CETC 13 Research Institute
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2015-06-24

Abstract

本发明公开了一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，涉及半导体测试技术领域；包括金属底座、PCB电路板、绝缘定位块和压紧块，所述金属底座上设有凹槽，PCB电路板置于凹槽内，PCB电路板上面设有绝缘定位块，绝缘定位块本体上设有与被测SMD器件相适配的定位放置孔，绝缘定位块上面设有能向下压紧被测SMD器件的压紧块；凹槽底部设有与被测SMD器件的电极位置对应的热电偶探头放置孔；所述凹槽侧面设有两个电极接线孔，所述PCB电路板上设有两个将被测SMD器件引脚与电极接线孔相连的电极。本发明能保证被测SMD器件与恒温台间具有良好的导热性，有利于控制外壳温度在要求范围内，同时保证被测SMD器件各个电极之间绝缘，保证测量的正常进行。

Description

一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具

技术领域

本发明涉及半导体测试技术领域。

背景技术

半导体器件的热特性是可靠性设计中的重要内容之一。为确保器件使用时的可靠性，器件的结构设计要考虑器件的散热特性，而这些设计的定量计算，都需要依据器件的热阻参数。因此半导体器件的热阻是反映器件热特性的一个重要参数。

热量在导热路径上遇到的阻力即为热阻。其定义为导热路径上的温度差与消耗功率的比值。器件结到壳的热阻是芯片的热源结到封装外壳间的热阻，即：。通过热阻测试仪可得器件工作时的结温T_J，按照测试标准规定的测试方法，进行结到壳热阻测试时，将器件的封装外壳温度（即壳温）通过控温平台控制在某一固定温度，如此可得器件的结到壳热阻。

对于SMD（Surface Mount Devices，表面贴装器件）封装的半导体器件，其三个电极均位于器件底面，且在同一平面上，由于其工作时外壳温度较高的部分为引出电极的底面，控制外壳温度时，需要将电极面贴紧控温平台和热电偶探头，但控温台为金属材质，若直接将器件贴在控温平台上，必然会由于电极短路而无法进行测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，保证被测SMD器件与恒温台间具有良好的导热性，有利于控制外壳温度在要求范围内，同时保证被测SMD器件各个电极之间绝缘，保证测量的正常进行；且定位简单准确，安装方便，实现SMD封装半导体器件热阻的快速测量，适用于各个尺寸型号的SMD封装半导体器件的热阻测试。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，包括金属底座、PCB电路板、绝缘定位块和压紧块，所述金属底座上设有凹槽，PCB电路板置于凹槽内，PCB电路板上面设有绝缘定位块，绝缘定位块本体上设有与被测SMD器件相适配的定位放置孔，绝缘定位块上面设有能向下压紧被测SMD器件的压紧块；凹槽底部设有与被测SMD器件的电极位置对应的热电偶探头放置孔；所述凹槽侧面设有两个电极接线孔，所述PCB电路板上设有两个将被测SMD器件引脚与电极接线孔相连的电极。

进一步的技术方案，所述压紧块为T形，下部设有凸起，所述凸起将被测SMD器件向下压紧，压紧块两端通过螺钉固定在凹槽的槽沿上。

进一步的技术方案，所述绝缘定位块结构与凹槽相适配，绝缘定位块至少一组对边设有手持内凹缺口。

进一步的技术方案，所述PCB电路板为镀镍金电路板，PCB电路板的厚度为0.5mm。采用镀镍金电路板导热快，利于被测SMD器件与恒温台间的热量传输。

进一步的技术方案，所述绝缘定位块和压紧块为聚四氟乙烯材质。不同于刚性的绝缘材料，压紧块采用聚四氟乙烯材质，是考虑到聚四氟乙烯的导热系数跟空气的导热系数相近，采用这种材质，可以尽量模仿被测器件的实际工作状态，避免给工作状态下的被测器件引入新的散热路径，并且聚四氟乙烯具有一定的弹性，压紧块两边固定后，能够为凸起下的被测SMD器件施加一定的力。

进一步的技术方案，所述PCB电路板与凹槽之间涂有导电银浆或铺有导电纸。

进一步的技术方案，所述金属底座两侧设有底座固定孔，用于将底座固定在恒温台上。

进一步的技术方案，所述PCB电路板的电极周围及与被测SMD器件对应位置设有若干散热孔，所述散热孔的直径为0.5mm。

进一步的技术方案，所述金属底座为铜材质，导热性好且成本低廉；所述凹槽底部厚度为1mm，保证被测SMD器件与恒温台间实现较快的热传递。

进一步的技术方案，所述电极接线孔内安装有绝缘子，由于底座为铜材质，安装绝缘子使得导线穿过凹槽侧壁时与金属底座绝缘，保证测试的可靠性与安全性；所述电极两侧设有未镀镍金的绝缘通道，绝缘通道沿电极设置，与绝缘子共同作用，避免两个电极短路。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明保证被测SMD器件与恒温台间具有良好的导热性，有利于控制外壳温度在要求范围内，同时保证被测SMD器件各个电极之间绝缘，保证测量的正常进行；且定位简单准确，安装方便，实现SMD封装半导体器件热阻的快速测量，适用于各个尺寸型号的SMD封装半导体器件的热阻测试；设有的PCB电路板通过电极为被测SMD器件施加功率，同时杜绝被测SMD器件与金属底座的电连接，设有的散热孔又能够将被测SMD器件的热量散发至金属底座，从而保证与恒温台间的热传递；金属底座为铜材质，成本低廉，导热效果好；设有的压紧块能够向被测SMD器件施加压力，从而保证被测SMD器件与PCB电路板之间具有良好的电接触与热传递，保证测试工作能够顺利进行；设有的绝缘定位块能够实现快速定位，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1中PCB电路板的结构示意图；

在附图中：1、金属底座，2、PCB电路板，3、绝缘定位块，4、被测SMD器件，5、压紧块，6、螺钉，7、底座固定孔，8、电极接线孔，9、螺孔，10、热电偶探头放置孔，11、散热孔,12、绝缘通道，13、电极，14、凹槽，15、定位放置孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，包括金属底座1、PCB电路板2、绝缘定位块3和压紧块5。金属底座1为铜材质，金属底座1上设有凹槽14，凹槽14底部厚度为1mm 。PCB电路板2置于凹槽14内，PCB电路板2与凹槽14之间涂有导电银浆或铺有导电纸，PCB电路板2为镀镍金电路板，PCB电路板2的厚度为0.5mm，镀镍金电路板具有良好的导热性，有利于被测SMD器件4与恒温台间的热量传输。PCB电路板2上面设有绝缘定位块3，绝缘定位块3结构与凹槽14相适配，绝缘定位块3的四周边缘均设有弧形的手持内凹缺口，测试时方便从金属底座1上取出与置入。绝缘定位块3本体上设有与被测SMD器件4相适配的定位放置孔15。绝缘定位块3上面设有能向下压紧被测SMD器件4的压紧块5。压紧块5为T形，下部设有凸起，凸起将被测SMD器件4向下压紧，压紧块5和凹槽14的两侧设有与螺钉6相适配的螺孔9，压紧块5两端通过螺钉6固定在凹槽14的槽沿上。绝缘定位块3和压紧块5为聚四氟乙烯材质，压紧块5采用聚四氟乙烯材质，是考虑到聚四氟乙烯的导热系数跟空气的导热系数相近，采用这种材质，可以尽量模仿被测器件的实际工作状态，避免给工作状态下的被测器件引入新的散热路径，并且聚四氟乙烯具有一定的弹性，压紧块5两边固定后，能够为凸起下的被测SMD器件4施加一定的力。凹槽14底部设有与被测SMD器件4的电极13位置对应的热电偶探头放置孔10。凹槽14侧面设有两个电极接线孔8，电极接线孔8内安装有绝缘子。

如图2所示，PCB电路板2上设有两个将被测SMD器件4引脚与电极接线孔8相连的电极13，电极13两侧设有未镀镍金的绝缘通道12。金属底座1两侧设有底座固定孔7，通过底座固定孔7将金属底座1固定在恒温台上。PCB电路板2的电极13周围及与被测SMD器件4对应位置设有若干散热孔11，散热孔11的直径为0.5mm，散热孔11间排列紧密而又均匀，还分布在PCB电路板2的四周边缘位置。散热孔11的位置和数量可根据实际情况设置，以保证PCB电路板2具有良好的散热性能。

本发明的使用方法是：使用前，先将PCB电路板2通过导电银浆或导电纸与凹槽14底部相接触并压紧；再将两根导线穿过安装于电极接线孔8中的绝缘子连接两个电极13；测试时在金属底座1的下表面与恒温台间涂导热硅脂，将热电偶探头伸入热电偶探头放置孔10，将金属底座1置于恒温台上，然后放入绝缘定位块3和被测SMD器件4，被测SMD器件4与PCB电路板2之间涂导热硅脂等材料；再用压紧块5压住被测SMD器件4，并用螺钉6连接压紧块5和金属底座1，将金属底座1牢固固定于恒温台上，将外界电条件施加到电极接线孔8中伸出的导线以及与被测SMD器件4的最大电极相导通的金属底座1上，为被测SMD器件4施加电测试条件，即可进行测试。

本发明的原理是：被测SMD器件4的发热电极紧贴PCB电路板2，使用时在二者之间涂导热硅脂等材料，以提高导热效果；PCB电路板2与底座之间涂覆导电银浆或铺一层导电纸，导电银浆或导电纸具有导电性，也会具有良好的导热性；测试时，被测SMD器件4发热电极的热量通过镀镍金PCB电路板2上紧密排列的散热孔11、导电银浆或导电纸、金属底座1至恒温台，进而控制被测SMD器件4的电极面外壳的温度；给两个电极13和金属底座1施加电条件，与电极13接触的被测SMD器件4的两个电极13以及与金属底座1导通的最大电极通电，开始工作；热电偶探头位于被测SMD器件4最大电极的正下方，探测透过PCB电路板2散热孔11的热量的温度，实现测量被测SMD器件4电极面外壳温度的目的。

Claims

1. 一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于包括金属底座（1）、PCB电路板（2）、绝缘定位块（3）和压紧块（5），所述金属底座（1）上设有凹槽（14），PCB电路板（2）置于凹槽（14）内，PCB电路板（2）上面设有绝缘定位块（3），绝缘定位块（3）本体上设有与被测SMD器件（4）相适配的定位放置孔（15），绝缘定位块（3）上面设有能向下压紧被测SMD器件（4）的压紧块（5）；凹槽（14）底部设有与被测SMD器件（4）的电极（13）位置对应的热电偶探头放置孔（10）；所述凹槽（14）侧面设有两个电极接线孔（8），所述PCB电路板（2）上设有两个将被测SMD器件（4）引脚与电极接线孔（8）相连的电极（13）。

2. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述压紧块（5）为T形，下部设有凸起，所述凸起将被测SMD器件（4）向下压紧，压紧块（5）两端通过螺钉（6）固定在凹槽（14）的槽沿上。

3. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述绝缘定位块（3）结构与凹槽（14）相适配，绝缘定位块（3）至少一组对边设有手持内凹缺口。

4. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述PCB电路板（2）为镀镍金电路板，PCB电路板（2）的厚度为0.5mm。

5. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述绝缘定位块（3）和压紧块（5）为聚四氟乙烯材质。

6. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述PCB电路板（2）与凹槽（14）之间涂有导电银浆或铺有导电纸。

7. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述金属底座（1）两侧设有底座固定孔（7）。

8. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述PCB电路板（2）的电极（13）周围及与被测SMD器件（4）对应位置设有若干散热孔（11），所述散热孔（11）的直径为0.5mm。

9. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述金属底座（1）为铜材质，所述凹槽（14）底部厚度为1mm。

10. 根据权利要求1所述的一种SMD封装半导体器件热阻测试夹具，其特征在于所述电极接线孔（8）内安装有绝缘子，所述电极（13）两侧设有未镀镍金的绝缘通道（12）。