CN203773016U - 一种smd-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，属于半导体器件测试技术领域。所述装置包括散热基板、耐高温绝缘玻璃管、热偶和热偶插座；散热基板由多块厚度相同的矩形柱体构成，包括正方形柱体和长方形柱体；正方形柱体和长方形柱体的边缘分别设置有多个螺丝孔，每个螺丝孔内装有耐高温绝缘玻璃管；正方形柱体和长方形柱体上分别安装有螺丝接线端子；长方形柱体上嵌有热偶，热偶的对面设置有热偶插座；热偶通过热偶线与热偶插座电连接；正方形柱体和长方形柱体的相交界面以及各自底部均设置有导热绝缘材料。本实用新型的热阻测试装置，可准确地测试出SMD-0.5封装功率半导体器件的结壳热阻值。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体器件测试技术领域，特别涉及一种SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置。
背景技术
随着半导体功率器件的广泛应用和封装产业的蓬勃发展，功率半导体器件日趋朝着大功率、小尺寸、更快速及散热更好的方向发展。器件功率的提高以及封装尺寸的变小对其散热性能提出了更严格的考验，散热能力的好坏直接影响器件的可靠性和使用寿命，而提高散热性能最重要的途径是降低产品热阻。热阻是表征功率半导体器件封装散热能力的一个基本参量，该参量对于功率半导体器件的设计、制造和使用尤为重要。
SMD-0.5（Surface Mount Devices，表面贴装器件）封装作为功率器件领域比较常用的封装类型，其管壳结构如图1所示。在测试SMD-0.5封装功率半导体器件结壳热阻时，需要通过管壳的三个电极对器件施加功率，同时还要使用热偶监测器件芯片下面的管壳底部温度，此过程要求热量沿一维方向从芯片向芯片下面的管壳底部传导。SMD-0.5封装管壳的引线电极和壳温测试点处于同一个平面内，这种特殊结构为器件的热阻测试带来了较大难度。现有技术中热阻测试时一般将器件倒置在可控温散热平台上，用散热平台内部嵌入的热偶监测器件管壳上表面温度，同时将器件引脚与热阻测试仪相连以对器件施加功率，进而测试器件的结壳热阻值。但这一过程的实现存在以下缺点：1）现有测试方法会导致热传导路径发生变化，致使热量不是沿一维方向从芯片向管壳底部传导，从而使热偶监测点不是管壳最高温度点，测试出的管壳温度值比实际温度值偏低，造成计算的热阻值偏高。2）使用热偶测试的壳温为器件管壳上表面温度，并非器件芯片下面管壳底部温度，不符合相关标准规定。
实用新型内容
为了解决现有SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试方法精度低、操作不规范等问题，本实用新型提供了一种SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，该装置包括散热基板、耐高温绝缘玻璃管、热偶和热偶插座；所述散热基板由多块厚度相同的矩形柱体构成，包括正方形柱体和长方形柱体；所述正方形柱体和长方形柱体的边缘分别设置有多个螺丝孔，每个螺丝孔内装有耐高温绝缘玻璃管；所述正方形柱体和长方形柱体上分别安装有螺丝接线端子；所述长方形柱体上嵌有热偶，所述热偶的对面设置有热偶插座；所述热偶通过热偶线与热偶插座电连接；所述正方形柱体和长方形柱体的相交界面以及各自底部均设置有导热绝缘材料。
所述散热基板由3块厚度相同的矩形柱体构成，具备包括第一正方形柱体、第二正方形柱体和第一长方形柱体；所述第一、第二正方形柱体的边缘分别设置有2个螺丝孔，所述第一长方形柱体一侧的边缘设置有4个螺丝孔；所述第一、第二正方形柱体的中心处分别安装有螺丝接线端子，所述第一长方形柱体的上半部安装有螺丝接线端子；所述第一长方形柱体另一侧边缘嵌有热偶，所述热偶的对面设置有热偶插座。
所述第一长方形柱体的长宽比为2:1。
所述热偶为T型热偶，所述热偶插座为T型热偶插座。
所述热偶线嵌入所述长方形柱体内部。
所述导热绝缘材料为导热绝缘胶带。
本实用新型的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，通过散热基板对被测功率器件的夹持作用，满足了热量沿一维方向向下传导的假定条件，因此可科学、合理、准确地测试出SMD-0.5封装功率半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化功率器件设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
附图说明
图1是现有技术SMD-0.5封装管壳结构示意图；
图2是本实用新型实施例热阻测试装置的结构示意图；
图3是本实用新型实施例热阻测试装置的应用实例示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。
热阻主要反映器件封装的散热性能，其主要表达式如下：
其中：TJ为器件结温，TC为器件芯片下面的管壳底部温度，PH（VH×IH）为加热功率。在测试的过程中热阻测试仪为器件提供加热电压VH和加热电流IH（加热功率），并通过测试器件内部二极管正向结压降来计算器件结温TJ，同时使用热偶来监测半导体芯片下面的器件管壳底部温度TC，然后根据上述公式来计算出器件的结壳热阻值。
参见图2，本实用新型实施例提供了一种SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，包括散热基板、耐高温绝缘玻璃管8、T型热偶9和T型热偶插座5。其中，散热基板由3块厚度相同的矩形柱体构成，具体包括两块正方形柱体1、2，以及一块长宽比为2:1的长方形柱体3；正方形柱体1、2的边缘分别设置有多个用于固定的螺丝孔7，本实施例的正方形柱体1、2上各设置2个螺丝孔7，螺丝孔7的数量可以根据工艺设计要求来确定，并且每个螺丝孔7内装有耐高温绝缘玻璃管8，绝缘玻璃管8可以保证散热基板的各个构成部分相互绝缘；正方形柱体1、2的中心处分别安装有螺丝接线端子10；长方形柱体3一侧的边缘设置有多个用于固定的螺丝孔7，本实施例的长方形柱体3上设置4个螺丝孔7，螺丝孔7的数量可以根据工艺设计要求来确定，并且每个螺丝孔7内装有耐高温绝缘玻璃管8，长方形柱体3的上半部安装有螺丝接线端子10，长方形柱体另一侧边缘嵌有T型热偶9，T型热偶9的对面设置有T型热偶插座5（即长方形柱体3上螺丝孔7所在的一侧），T型热偶9通过长方形柱体3内部嵌入的热偶线6与T型热偶插座5电连接。正方形柱体1、2和长方形柱体3的相交界面以及各自底部均设置有导热绝缘胶带4，以保证它们彼此之间相互绝缘。
参见图3，在使用本实施例的热阻测试装置时，首先要保证T型热偶和T型热偶插座稳定地安装在长方形柱体上，将散热基板通过螺丝孔和螺丝的配合固定在可控温散热平台上；然后将被测器件DUT（Device Under Test，被测器件）安装在散热基板上，并通过散热平台自身带有的压力装置将器件紧紧地压在散热基板上，以保证器件的三个电极分别与相应的三块散热基板电连接；为了保证测试结果的准确性，应在被测器件DUT与散热基板之间涂一薄层导热硅脂；使用导线连接螺丝接线端子与热阻测试仪，并将T型热偶插座与热阻测试仪进行连接，控制热阻测试仪对被测器件施加功率，通过T型热偶监测器件管壳底部温度，利用热阻测试仪测试SMD-0.5封装功率半导体器件结壳热阻，测试结果显示并保存在热阻测试仪上。
在实际应用中，考虑到提高散热性能及降低制造成本，构成散热基板的正方形柱体和长方形柱体均由金属铜制造而成。本实施例选用的T型热电偶具有测量精度高、温度测量范围宽等特点。
本实用新型实施例的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，通过散热基板对被测功率器件的夹持作用，满足了热量沿一维方向向下传导的假定条件，因此可科学、合理、准确地测试出SMD-0.5封装功率半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化功率器件设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，包括散热基板、耐高温绝缘玻璃管、热偶和热偶插座；所述散热基板由多块厚度相同的矩形柱体构成，包括正方形柱体和长方形柱体；所述正方形柱体和长方形柱体的边缘分别设置有多个螺丝孔，每个螺丝孔内装有耐高温绝缘玻璃管；所述正方形柱体和长方形柱体上分别安装有螺丝接线端子；所述长方形柱体上嵌有热偶，所述热偶的对面设置有热偶插座；所述热偶通过热偶线与热偶插座电连接；所述正方形柱体和长方形柱体的相交界面以及各自底部均设置有导热绝缘材料。
2.如权利要求1所述的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述散热基板由3块厚度相同的矩形柱体构成，具备包括第一正方形柱体、第二正方形柱体和第一长方形柱体；所述第一、第二正方形柱体的边缘分别设置有2个螺丝孔，所述第一长方形柱体一侧的边缘设置有4个螺丝孔；所述第一、第二正方形柱体的中心处分别安装有螺丝接线端子，所述第一长方形柱体的上半部安装有螺丝接线端子；所述第一长方形柱体另一侧边缘嵌有热偶，所述热偶的对面设置有热偶插座。
3.如权利要求2所述的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述第一长方形柱体的长宽比为2:1。
4.如权利要求1所述的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述热偶为T型热偶，所述热偶插座为T型热偶插座。
5.如权利要求1所述的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述热偶线嵌入所述长方形柱体内部。
6.如权利要求1所述的SMD-0.5封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述导热绝缘材料为导热绝缘胶带。
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