CN203438103U - 用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，属于红外测温技术领域，其结构为分体式结构，主要由底座、中间载体和两块电路载体三个部分组成，底座上设置两块电路载体和一块中间载体，两块电路载体平行设置，并且处于同一平面，在两块电路载体之间设有中间载体，电路载体和中间载体之间均留有间隙，电路载体上设置有测试电路板，两个电路载体上的测试电路板通过被测器件的管腿连通，被测器件固定于中间载体上。本实用新型具有较高的通用性和易操作性，大大提高了检测效率，降低人力、物力成本，缩短产品研制周期。

Description

用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具

技术领域

本实用新型涉及红外测温技术领域，尤其是一种适合各种微波功率器件直流条件下显微红外结温检测的通用测试夹具。

背景技术

对微波功率器件进行温度检测是对器件的性能和寿命进行评估的必不可少的重要环节。在现有的微波功率器件温度检测的各种方法和设备中，显微红外热像仪以其较高的空间分辨率、较高的温度灵敏度、较高的采样速率等优点被业界广泛接受。利用该方法可以实现对于直流工作条件微波功率器件温度的实时、精确的温度分布检测。这对于微波功率器件设计、生产、检测、失效分析等领域都有着重要的意义。

但是，对微波功率器件进行显微红外温度检测，需要将器件固定于专用的测试夹具上。目前国内一般的做法是，采用微波测试夹具进行红外温度检测，这在一定程度上节约了成本。但是，由于微波功率器件种类繁多，不同器件大小、形状各异，导致夹具的通用性较差，在检测过程中经常需要更换夹具，这无形中浪费了大量的时间，降低了检测效率；另外，某些微波测试夹具由于机械结构或电路设计并不适用于进行显微红外温度检测，利用这些夹具得到的温度检测结果会存在较大的误差。

为了增强测试夹具的通用性、提高检测效率，并排除由于夹具结构不合理对检测结果造成的影响，保障微波功率器件显微红外结温检测结果的准确性，设计一款适用于各种微波功率器件直流条件下显微红外温度检测的夹具是非常有必要的。该夹具将为提高微波功率器件生产周期、测试分析能力和设计开发能力提供有力的温度检测保障。

现有用于微波功率器件显微红外温度检测的测试夹具采用的是器件专用的微波测试夹具，其优点有：

1）对于同种器件，均采用同一类夹具进行各种参数的测试，夹具结构固定、尺寸固定，能够最大限度保证器件工作状态的一致性。

2）夹具经过专门的设计和处理，能够消除如器件自激等不确定因素。

其缺点主要体现在：

1）通用性差，操作复杂，对于不同型号的器件，需要设计不同的夹具，不同的夹具大小、接电方式都不尽相同，被测器件型号变化时，往往需要更换夹具，重新接线，这对于显微红外温度检测是十分不便的，会很大程度上降低大批量检测的效率；另外，现有的测试夹具一般都采取螺钉固定的方式保证器件的热接触，更换一个器件往往需要拆卸四个螺钉之多，这更是严重影响了检测的速度。

2）难以保证器件与夹具的热接触；热接触不好必然导致检测温度结果偏高，计算出来的热阻值偏高，对于器件的性能造成误判。由于微波测试夹具主要针对其微波特性进行电路和结构设计，在热设计方面，一般通过多个螺钉加固和涂抹导热脂的方法来保证器件与夹具之间具备良好的热接触。但是，对于产品类器件进行检测时涂抹导热脂有可能会污损器件；而仅靠螺钉固定，并不能有效保证热接触，事实证明，螺钉的松紧会对检测结果造成很大的影响。

3）有些微波功率器件测试夹具为了保证器件良好的电接触设计了专门的压块。实验发现，压块结构会导致显微红外温度检测结果偏低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，该夹具可以提高微波功率器件红外结温检测的效率，保证检测结果的准确可靠，并且该夹具具有通用性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于包括方形的底座，所述底座上设置两块电路载体和一块中间载体，两块电路载体平行设置，并且处于同一平面，在两块电路载体之间设有中间载体，电路载体和中间载体之间均留有间隙，电路载体上设置有测试电路板，两个电路载体上的测试电路板通过被测器件的管腿连通，所述被测器件固定于中间载体上。

对上述结构作进一步补充，所述中间载体上表面和两个电路载体的相邻侧面围成放置被测器件的底腔，所述被测器件通过固定钉固定在中间载体上。

对上述结构作进一步补充，所述电路载体上设有水平方向的滑孔，所述滑孔内穿过螺钉，螺钉的端部与底座上的螺孔配合。本实用新型中螺钉穿过电路载体并固定在底座上的螺孔上，通过拧紧螺钉，可使电路载体固定在底座上。电路载体在水平位置进行调节，通过水平方向上推拉电路载体使得电路载体水平位置改变，达到调节电路载体与中间载体之间距离的目的。

对上述结构作进一步补充，所述滑孔设置为两条，两条滑孔平行设置，且位于电路载体的对角，两条滑孔内均设有与其配合的螺钉。本实用新型中设置两条平行滑孔，并且滑孔的宽度与螺钉轴径配合，在水平移动时保证整体不旋转，测试电路板与被测器件的管腿完全配合，保证测试准确性。

对上述结构作进一步补充，所述螺钉上套接有弹簧，弹簧位于电路载体和底座之间，且处于压缩状态。本实用新型中通过弹簧的弹性来控制电路载体的高度，当需要调高时，松动螺钉，反之，拧紧螺钉。螺钉上的弹簧可以保持电路载体高度不变。

对上述结构作进一步补充，所述中间载体的上表面覆盖有一层铟片。本实用新型为了排除由于固定钉紧固程度造成的热接触不良的现象，采取螺钉紧固与垫覆铟片的方法，充分保证被测器件与中间载体之间良好的热接触。

对上述结构作进一步补充，还包括两个对称设置的压块，所述压块设于2个电路载体上面，并且压紧被测器件的管腿。本实用新型中的压块是保证管腿与测试电路板加电微带线的良好接触，两个侧压块的设置避免了传统带孔的压块结构中腔体的出现，提高检测结果的准确度，排除夹具腔体结构对于检测的影响。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型设计了专用的机械结构和电路结构，采用底座、电路载体和中间载体的组合，实现电路载体在水平方向和垂直方向上的调节，可以满足各种微波功率器件显微红外结温检测的需要，具有较高的通用性；本实用新型中的中间载体承载被测器件，器件与载体的良好热接触是保证检测结果准确度的关键因素之一，结构中采取中间载体上覆铟片，加螺钉压紧的方式保证热接触；本实用新型中的压块形式避免了腔体的形成，并且可以满足不同尺寸器件的测试需求，保证检测结果的准确度；本实用新型结构简单，操作方面，在试验中省去了夹具更换时间，提高了检测效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的总体结构主视图；

图2是本实用新型水平位置调节装置示意图；

图3是图2中去掉螺钉后的示意图；

图4是被测器件热接触结构示意图；

图5是本实用新型在测试中的俯视图；

图6是本实用新型在测试过程中的红外检测图；

图7是采用传统微波测试夹具对某一型号器件进行检测的结果，最高温度为133；

图8为采用本实用新型对同一器件在相同功耗条件下进行温度检测的结果，最高温度为154℃；

其中：1、电路载体，2、底座，3、管腿，4、中间载体，5、底腔，6、滑孔，7、螺钉，8、测试电路板，9、螺孔，10、被测器件，11、铟片，12、固定钉，13、压块。

具体实施方式

本实用新型具体涉及一种用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，用于各种微波功率器件直流条件下的高准确度显微红外温度检测。

根据附图1可知，本实用新型为分体式结构，主要由底座2、中间载体4和两块电路载体1三个部分组成，底座2上设置两块电路载体1和一块中间载体4，两块电路载体1平行设置，并且处于同一平面，在两块电路载体1之间设有中间载体4，电路载体1和中间载体4之间均留有间隙，电路载体1上设置有测试电路板8，两个电路载体1上的测试电路板8通过被测器件10的管腿3连通，被测器件10固定于中间载体4上。由中间载体1上表面和两个电路载体1的相邻侧面围成放置被测器件10的底腔5，被测器件10通过固定钉12固定在中间载体4上。测试电路板8通过焊接固定在两侧电路载体1上，形成测试模块。中间载体4上放置被测器件10，被测器件10通过螺孔固定在中间载体4上，被测器件10通过左右两侧管腿3与测试模块电路相连，被测器件10的底腔5与两侧电路载体1贴紧，为被测器件10两侧管腿3提供支撑。

本实用新型是针对不同的被测器件10，由于不同器件对应的底腔5尺寸不同，只有通过调节电路载体1与中间载体4的距离才能满足不同尺寸器件要求，因此两侧电路载体1的间距及高度是根据被测器件10的尺寸可以自由调节的，但是两侧载体不应与中间载体4直接接触。在初始状态下，中间载体4的高度高于两侧的电路载体1，当使用时，需要把两侧的电路载体1调高，保证管腿3与测试电路板8接触。由于被测器件10的厚度不同，也可以根据被测器件10的厚度，对中间载体4更换，以适应不同的测试情况。

在附图2和附图3中，可以看出电路载体1上设有水平方向的滑孔6，滑孔6内穿过螺钉7，螺钉7的端部与底座2上的螺孔9配合。滑孔6设置为两条，两条滑孔6平行设置，且位于电路载体1的对角，两条滑孔6内均设有与其配合的螺钉7。

水平位置调节的实现：电路载体1与中间载体4之间距离可调，滑孔6位于电路载体1上，其上螺钉7与中间载体4上螺孔9对应。螺钉7固定在螺孔9上，通过拧紧螺钉7，可使电路载体1固定在中间载体4上。通过拧松螺钉7，可使电路载体1在中间载体4上沿水平方向来回移动，达到调节电路载体1与中间载体4之间距离的目的。

垂直位置调节的实现：螺钉7通过测试电路板8后穿过一个弹簧，再接入两侧底座2的螺孔9，弹簧位于电路载体和底座之间，且处于压缩状态，这样通过松紧螺钉就可以实现电路板垂直位置的调节。

微波功率器件显微红外结温检测两个关键的方面是热接触和电接触，为了保证良好的热接触和电接触，设计了器件固定结构。

本实用新型中的底座及载体全部采用导热性好、强度高的黄铜材料。另外，为了保证良好的热接触的实现，在附图4中可以看出，中间载体4的上表面覆盖有一层铟片11。铟是一种导热性非常好且质地柔软的金属材料，该材料在器件压合后可以充分填满器件与载体之间的空气缝隙，从而大大降低器件与载体之间的热阻以保证热接触特性。为了排除由于螺钉紧固程度造成的热接触不良的现象，采取螺钉紧固与垫覆铟片11的方法，充分保证被测器件10与中间载体4之间良好的热接触。

为了保证良好的电接触的实现，传统的微波测试夹具多采用带孔的压块结构保证管腿与电路板加电微带线的良好接触。但是这里的压块结构会形成一个腔体，腔体的大小会对显微红外结温检测结果造成较大的影响。这里在电路载体1上设置两个对称的、由聚四氟乙烯材料构成的压块13，用固定被测器件10的管腿3，如附图5所示，避免了腔体的形成并且可以满足不同尺寸器件的测试需求。两个侧压块最主要的作用是提高检测结果的准确度，排除夹具腔体结构对于检测的影响。

为了说明本实用新型的优势所在，对于两个型号各20只器件的测试过程为例进行说明。采用普通微波测试夹具的情况如下：

备2种微波测试夹具及对应的加电引线，具体测试步骤如下：

1、根据被测器件10尺寸选择合适的中间载体4，保证被测器件10能够被固定钉12固定在中间载体4上；

2、根据被测器件10的加电条件将电源输出线连接在电路载体1和中间载体4上；

3、调节螺钉7，使得被测器件的管腿3与电路载体1的测试电路板8中馈电线良好接触；

4、将本实用新型放置在红外热像仪加热平台上；

5、压合两侧压块13；

6、加电进行测试；

7、打开两侧压块13，旋松中间载体4的固定钉12，更换被测器件；

8、压合两侧压块13，加电测试；

9、如果被测器件的型号变化则仅需更换中间载体4，并微调螺钉7即可按上述步骤重复进行测量。

在测试过程中，所采集的温度值为图6中所示的被测器件中部水平线上的温度，其中沿水平线从左向右的温度值可以有图7和图8看出。

测试结果如下：

总体测试时间为4个小时，其中夹具更换时间为10分钟，器件装卸时间占到了2个半小时，最高温度为133℃，如附图7所示。

采用本专利通用测试夹具的情况如下：

备通用测试夹具及加电引线一套；

总体测试时间为3个小时，省去了夹具更换时间，器件总装卸时间为1小时，最高温度为154℃，如附图8所示。

因此本实用新型可以满足各种微波功率器件显微红外结温检测的需要，提高了检测效率，并保证了检测结果的准确度。

Claims (7)

1.一种用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于包括方形的底座（2），所述底座（2）上设置两块电路载体（1）和一块中间载体（4），两块电路载体（1）平行设置，并且处于同一平面，在两块电路载体（1）之间设有中间载体（4），电路载体（1）和中间载体（4）之间均留有间隙，电路载体（1）上设置有测试电路板（8），两个电路载体（1）上的测试电路板（8）通过被测器件（10）的管腿（3）连通，所述被测器件（10）固定于中间载体（4）上。

2.根据权利要求１所述的用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于所述中间载体（1）上表面和两个电路载体（1）的相邻侧面围成放置被测器件（10）的底腔（5），所述被测器件（10）通过固定钉（12）固定在中间载体（4）上。

3.根据权利要求１所述的用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于所述电路载体（1）上设有水平方向的滑孔（6），所述滑孔（6）内穿过螺钉（7），螺钉（7）的端部与底座（2）上的螺孔（9）配合。

4.根据权利要求3所述的用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于所述滑孔（6）设置为两条，两条滑孔（6）平行设置，且位于电路载体（1）的对角，两条滑孔（6）内均设有与其配合的螺钉（7）。

5.根据权利要求3或4所述的用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于所述螺钉（7）上套接有弹簧，弹簧位于电路载体（1）和底座（2）之间，且处于压缩状态。

6.根据权利要求2所述的用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于所述中间载体（4）的上表面覆盖有一层铟片（11）。

7.根据权利要求1所述的用于微波功率器件显微红外结温检测的通用测试夹具，其特征在于还包括两个对称设置的压块（13），所述压块（13）设于2个电路载体（1）上面，并且压紧被测器件（10）的管腿（3）。

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