CN100367044C - 电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法 - Google Patents

电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法 Download PDF

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Abstract

电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法属半导体光电子学器件参数的测量领域。它包括以下步骤：将被测器件即结型半导体发光管或激光器，其管座面均匀涂上导热脂粘在恒温平台上；将被测器件的导线引出以备测量；将反光材料(6)遮盖住被测器件的光输出端；将黑色吸收材料(7)附着在反光材料的外面；测量其工作时的工作温升ΔT和施加的电功率W，其比值ΔT/W即热阻。发明目的：在进行电学法测量结型半导体发光管或激光器温升之前，使用一种遮盖住输出光的方法，使发光管的输出光反射回器件，被器件或器件覆盖层吸收，这样所施加的功率全部变为热功率，从而避免再测量其输出光功率的步骤，从而大大简化测量步骤提高测量的可适用性。

Description

电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法
技术领域
电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法属于半导体光电子学器件参数的测量分析领域。
背景技术
半导体器件的工作温升会影响其很多的参数，特别是影响器件的可靠性和工作寿命等重要因素。温升的大小与器件消耗的功率有关，同时也与器件的散热能力有关。描述半导体器件散热能力的参数通常用热阻Rth。它的定义是：设器件所消耗的功率(即变为热能的功率)为W，器件的温升为ΔT，则热阻Rth＝ΔT/W。即消耗的单位功率所引起的温升。热阻不但是半导体发光管或激光器重要的产品指标之一，也是分析、研究和考核器件可靠性的重要手段。本技术适用于利用半导体器件本身电学参数测量结型半导体发光管或激光器的工作温升和热阻，可广泛应用于结型半导体发光管或激光器的生产测量领域，以及研究、开发领域。
半导体发光器件的工作温升的测量主要有：1、光谱法。利用所发的峰值光谱波长随温度升高，会产生相应的红移(向长波方向移动)。根据波长偏移量，测出温升；2、电学法。利用正向小电流下，半导体PN结结电压随温度升高，线性减少，即Vj＝Vj0-αT。只要在已知的两个温度下，测出其温度系数α，再测量出器件工作时其恒定小电流下的Vj的减少量ΔVj，除以温度系数α，就得到了其工作的温升ΔT＝ΔVj/α。
热阻测量的方法是：首先测得到器件的工作温升ΔT，然后再测量出用于产生温升的热耗散功率Wth。这样其比值ΔT/Wth就是热阻。但热耗散功率Wth的测量需要另外一些方法。因为通常给器件所施加的电功率为工作电压V，工作电流I，总功率W＝VI。对于发光管或激光器来说，其中的一部分功率以光能Wop的形式发射出去了。这样Wth＝W-Wop。只有准确测得了输出光的功率Wop，热耗散功率也就测量出来了。目前广泛使用的方法是，不但要测量处所施加的电功率W＝VI，还要测量出其光功率Wop，然后得到其热耗散功率，求出热阻。
发明内容
本发明的主要目的是：在进行电学法测量结型半导体发光管或激光器温升之前，使用一种遮盖住输出光的方法，使发光管的输出光反射回器件，被器件或器件覆盖层吸收，这样所施加的功率全部变为热功率，从而避免再测量其输出光功率的步骤，从而大大简化测量步骤提高测量的可适用性。
一种电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)将被测器件1即结型半导体发光管或激光器，其结型半导体发光管座面或激光器管座面，均匀涂上导热脂3粘在恒温平台2上，见图1；
(2)将被测器件1的导线4引出以备测量使用；
(3)将反光材料6遮盖住结型半导体发光管或激光器的光输出端5，使光不能够输出来；将黑色吸收材料7附着在反光材料6的外面，吸收部分透出来的光，见图2；
(4)这种遮盖处理好的被测器件1即结型半导体发光管或激光器，测量其工作时的工作温升ΔT和施加的电功率W，其比值ΔT/W就是测量的被测器件热阻。
本发明不必再单独测量其光输出功率。由于输出的光能全部反射回器件，又增加了黑色吸收层，此时的电功率W就是消耗的热功率Wth。其比值ΔT/W就是测量的被测器件热阻。
此发明可应用于所有用电学参数测量结型半导体发光管或结型半导体激光器的热阻测量。由于遮盖后的发光管和激光器没有直接的光输出，而是变为一种黑体辐射，所以该遮盖处理方法也可用于使用红外热像仪测量温度发光管或激光器的工作温升和热阻。
附图说明
图1被测器件1的安装和连接
图2反光材料6和黑色吸收材料7的安装
1被测器件；2恒温平台；3导热脂；4导线；5光输出端，6反光材料，7黑色吸收材料
具体实施方式：
下面结合具体实施例，说明本发明提供的电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮盖方法，它包括以下步骤：
(1)将被测器件1，如大功率输出5W白光发光管其管座面均匀涂上导热脂3(如KDZ-2导热脂。航空航天部北京材料工艺研究所)粘在恒温平台2，恒温平台表面是导热性好的金属薄板(如铜板)，并带有温度控制装置(如欧陆温控仪)，保证平台为恒定温度；(见图1)；
(2)将被测器件1的两根导线4引出并连接到外面，并连接到测试系统的测量装置。
(3)将反光性能好的软性材料6例如铝箔、锡纸等，遮盖住发光管或激光器的光输出端5，使光不能够输出来；将黑色吸收材料7，如黑色胶带、黑色橡皮泥或黑色沥青胶(沥青胶需使用电吹风机加热，使其变软或熔化)，后附着在反光材料6的外面，吸收部分透出来的光(见图2)；或用黑色橡皮泥先压好光输出端的模型，再将模型内涂抹或喷好高反光材料(如银粉)，罩在发光管的光输出端。黑色橡皮泥不宜过厚。
(4)将这种遮盖处理好的结型半导体发光管或激光器接入专门的热阻测试仪或使用其它现有设备。
可使用专门的结型半导体发光管或激光器热阻测试仪，或使用HP54501A100MHz数字示波器连同一些电源开关电路。即可测量出被测器件的温升和热阻。

Claims (1)

1.一种电学法测量结型半导体发光管或激光器热阻前遮光方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1)将被测器件(1)即结型半导体发光管或激光器，其结型半导体发光管座面或激光器管座面，均匀涂上导热脂(3)粘在恒温平台(2)上；
2)将被测器件(1)的导线(4)引出以备测量使用；
3)将反光材料(6)遮盖住结型半导体发光管或激光器的光输出端(5)，使光不能够输出来；将黑色吸收材料(7)附着在反光材料(6)的外面，吸收部分透出来的光；
4)这种遮盖处理好被测器件(1)即结型半导体发光管或激光器，测量其工作时的工作温升ΔT和施加的电功率W，其比值ΔT/W就是测量的被测器件热阻。
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