CN102288639A - 功率半导体led热阻快速批量筛选装置和方法 - Google Patents

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功率半导体LED热阻快速批量筛选装置和方法属于半导体LED及相关PN结器件热阻考核和筛选技术领域。该发明主要应用于快速、非破坏性确定器件热阻过大的方法和装置。本发明的主要发明点在于：设计了可容纳百颗LED的夹具，保证每颗LED的热学接触状况均匀一致，且稳定可靠；通过针台结构，实现LED电学接触便捷、可靠；利用程序控制的继电器方式，实现批量LED扫描测试的快速切换。本发明可以对测量LED的个数实现较好的扩展性。

Description

功率半导体LED热阻快速批量筛选装置和方法
技术领域：
该技术属于半导体LED及相关PN结器件热阻考核和筛选技术领域。该发明主要应用于快速、非破坏性确定器件热阻过大的方法和装置。
背景技术：
功率半导体LED工作时，会产生大量的热，并致使半导体PN结处的温度升高。如果芯片有源区存在热不均匀性，以及芯片封装工艺过程可能带来的散热性能变差，都会增大器件的热阻，致使散热能力变差。LED灯具是由上百颗LED组成，个别高热阻器件会导致高结温工作，将加速器件性能恶化，致使产生“瞎眼”，影响整个灯具的品质。
通过设计计算机控制机械装置，在装灯具前对所有LED进行热阻的快速筛选，剔除高热阻LED，大大提高灯具产品的合格率和品质。本发明中的测量装置和技术在测量的方便性、快速性和非破坏性方面具有明显的先进性。
发明内容：
本发明的主要发明点在于：设计了可容纳百颗LED的夹具，保证每颗LED的热学接触状况均匀一致，且稳定可靠；通过针台结构，实现LED电学接触便捷、可靠；利用程序控制的继电器方式，实现批量LED扫描测试的快速切换。
功率半导体LED热阻快速批量筛选装置，其特征在于：
该装置从上至下包括：热学接触板，被测器件夹具板，针台；
热学接触板，包括上下两层：上板材、下板材，在下板材上钻有需要测试LED数量的孔；
两板材之间设有铜柱，铜柱由上下两个同心圆柱体组成一体，上面圆柱体大，下面圆柱体小，在上面大的圆柱体上端粘接一弹性碗状压垫，弹性碗状压垫与上板材接触，且上面大的圆柱体下端在下板材上；下面小的圆柱体穿过下板材上的孔；
被测器件夹具板，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，每个圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极，LED出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；
针台，在与每个LED的两电极对应的位置下面，固结两只朝上的探针，探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过针台上的引线，接入针台的插针接口。
从探针台接口引出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上有与被测器件夹具板上LED数量对等的电子信号控制的继电器，继电器连接门逻辑芯片，开关选择板连接LED热阻测试仪，开关选择板连接计算机，计算机连接到LED热阻测试仪。
进一步，被测器件夹具板相邻两排LED的接地端通过板布线连在一起，每两排LED样品共用一排探针。
应用所述功率半导体LED热阻快速批量筛选装置进行筛选的方法，其特征在于：
将热学接触板上的铜柱，对准被测样品LED的管壳底部，探针对准覆铜电极，通过操作热学接触板下降，并使铜柱与LED管座接触，探针与覆铜电极接触。弹性碗状压垫和探针弹簧的作用，保证被测LED具有良好的热学接触和电学接触。
从探针台接口引出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上的继电器开通选择由门逻辑芯片控制，接受计算机的选通指令，控制LED样品的扫描测量。选通的LED接入LED热阻测试仪。
在未加工作电流前，先选定不超过mA的测试电流，测量测试电流下的LED结电压，然后测量加工作电流后的温升，两者之差，就是LED工作温升引起的结电压变化ΔVn。结电压变化除以温度系数α和功率P，即为热阻Rth＝ΔVn/αP。热阻超出合格标准的LED被快速批量筛选出来。
本发明的装置和方法，可以对测量LED的个数实现较好的扩展性。
附图说明
图1被测器件夹具板
图2敷铜层电极
图3热学接触板
图4针台
图5探针
图6被测器件装配图
图7开关选择板
图8连接关系
图9测量结果
具体实施方式：
功率半导体LED热阻快速批量筛选装置，其特征在于：
该装置从上至下包括：热学接触板200，被测器件夹具板100，针台300；
热学接触板200，包括上下两层：上板材201、下板材202，在下板材202上钻有需要测试LED数量的孔；
两板材之间设有铜柱，铜柱由上下两个同心圆柱体组成一体，上面圆柱体大，下面圆柱体小，在上面大的圆柱体上端粘接一弹性碗状压垫204，弹性碗状压垫204与上板材201接触，且上面大的圆柱体下端在下板材上；下面小的圆柱体穿过下板材202上的孔；
被测器件夹具板100，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极102，LED出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；
针台300，在与每个LED的两电极102对应的位置下面，固结两只朝上的探针301，探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过300板上的引线，接入针台300的插针接口302。
从探针台接口302引出的连线，接入开关选择接口403，与开关选择板400连接，该板上有与100板上LED数量对等的电子信号控制的继电器401，继电器连接门逻辑芯片，开关选择板连接LED热阻测试仪，开关选择板连接计算机500，计算机连接到LED热阻测试仪600。
将热学接触板上的铜柱203，对准被测样品101的管壳底部，探针301对准覆铜电极，通过操作热学接触板下降，并使铜柱203与LED管座接触，探针301与覆铜电极接触。由于弹性碗状压垫204和探针301弹簧的作用，保证被测LED101具有良好的热学接触和电学接触。
从探针台接口302引出的连线，接入开关选择接口403，与开关选择板400连接，该板上的继电器开通选择由门逻辑芯片402控制，接受计算机500的选通指令，控制LED样品的扫描测量。选通的LED由405总线接入到LED热阻测试仪。
为了消除连线带来的测量误差，在未加工作电流前，先选定测试电流一般不超过5mA，测量测试电流下的LED结电压，然后测量加工作电流后的温升，两者之差，就是LED工作温升引起的结电压变化。
热阻测试仪可以采用(专利号：ZL200510112676.0，发明名称：半导体PN结二极管器件的温升测量方法及装置，公开日：2006年3月8日)的装置。
选用东莞勤上光电股份有限公司1WLED产品100只，并将LED倒置摆放100板上的样品测试位置上，将摆放好样品的100板放入带有对准定位孔的200和300之间，放下200板，使每只LED有良好热学和电学接触。启动测量程序，依次选通100只LED开关。每只LED测量前，先测量测试电流为3mA下的PN结电压V0n，再程序控制接通350mA工作电流，接通3秒，即热量传递到接触203的时间常数，程序控制断开工作电流，随即测量结电压Vn，两者由于温升带来的结电压之差ΔVn，再除以温度系数α和功率P，即为热阻Rth＝ΔVn/αP。
测量结果如附图9所示，从图中可以看出热阻超出合格标准10％及20％的LED均被筛选出来，从而有效提高了LED灯具组件的可靠性。

Claims (3)

1.功率半导体LED热阻快速批量筛选装置，其特征在于：
该装置从上至下包括：热学接触板，被测器件夹具板，针台；
热学接触板，包括上下两层：上板材、下板材，在下板材上钻有需要测试LED数量的孔；
两板材之间设有铜柱，铜柱由上下两个同心圆柱体组成一体，上面圆柱体大，下面圆柱体小，在上面大的圆柱体上端粘接一弹性碗状压垫，弹性碗状压垫与上板材接触，且上面大的圆柱体下端在下板材上；下面小的圆柱体穿过下板材上的孔；
被测器件夹具板，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，每个圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极，LED出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；
针台，在与每个LED的两电极对应的位置下面，固结两只朝上的探针，探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过针台上的引线，接入针台的插针接口；
从探针台接口引出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上有与被测器件夹具板上LED数量对等的电子信号控制的继电器，继电器连接门逻辑芯片，开关选择板连接LED热阻测试仪，开关选择板连接计算机，计算机连接到LED热阻测试仪。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，被测器件夹具板相邻两排LED的接地端通过板布线连在一起，每两排LED样品共用一排探针。
3.应用权利要求1所述功率半导体LED热阻快速批量筛选装置进行筛选的方法，其特征在于：
将热学接触板上的铜柱，对准被测样品LED的管壳底部，探针对准覆铜电极，通过操作热学接触板下降，并使铜柱与LED管座接触，探针与覆铜电极接触；弹性碗状压垫和探针弹簧的作用，保证被测LED具有良好的热学接触和电学接触；
从探针台接口引出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上的继电器开通选择由门逻辑芯片控制，接受计算机的选通指令，控制LED样品的扫描测量；选通的LED接入LED热阻测试仪；
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102570288A (zh) * 2011-12-27 2012-07-11 中国电子科技集团公司第四十五研究所 用于to46型红外半导体激光器管座的夹具
CN104391004A (zh) * 2014-11-27 2015-03-04 陕西科技大学 一种无损灯具散热性能的测试装置及方法
CN104407280A (zh) * 2014-12-01 2015-03-11 苏州立瓷电子技术有限公司 一种led灯热阻测量方法
CN104569065A (zh) * 2015-02-13 2015-04-29 重庆大学 一种大功率led器件固晶层散热性能的快速评估方法
CN110034036A (zh) * 2019-05-20 2019-07-19 深圳市宝和林电子有限公司 一种模组点测封装检具及其检测方法
CN111289562A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 北京工业大学 一种薄层热阻测试探针的结构及测试方法
CN112198189A (zh) * 2020-08-26 2021-01-08 北京卫星制造厂有限公司 一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置
CN112684255B (zh) * 2020-12-23 2023-04-28 北京工业大学 一种用于热阻矩阵测量的由fpga控制的多路智能驱动装置与方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2100635U (zh) * 1990-12-07 1992-04-01 浙江大学 程控多功能晶体管测量筛选仪
JP2001272434A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体素子の試験方法およびその試験装置
US6777870B2 (en) * 2001-06-29 2004-08-17 Intel Corporation Array of thermally conductive elements in an oled display
CN1743864A (zh) * 2005-10-14 2006-03-08 北京工业大学 半导体pn结二极管器件的温升测量方法及装置
CN102116829A (zh) * 2010-12-21 2011-07-06 杭州远方光电信息股份有限公司 一种二极管热阻测量方法及装置
CN202159116U (zh) * 2011-07-14 2012-03-07 北京工业大学 功率半导体led热阻快速批量筛选装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2100635U (zh) * 1990-12-07 1992-04-01 浙江大学 程控多功能晶体管测量筛选仪
JP2001272434A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体素子の試験方法およびその試験装置
US6777870B2 (en) * 2001-06-29 2004-08-17 Intel Corporation Array of thermally conductive elements in an oled display
CN1743864A (zh) * 2005-10-14 2006-03-08 北京工业大学 半导体pn结二极管器件的温升测量方法及装置
CN102116829A (zh) * 2010-12-21 2011-07-06 杭州远方光电信息股份有限公司 一种二极管热阻测量方法及装置
CN202159116U (zh) * 2011-07-14 2012-03-07 北京工业大学 功率半导体led热阻快速批量筛选装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张跃宗等: "半导体功率发光二极管温升和热阻的测量及研究", 《半导体学报》, vol. 27, no. 2, 28 February 2006 (2006-02-28), pages 350 - 353 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102570288A (zh) * 2011-12-27 2012-07-11 中国电子科技集团公司第四十五研究所 用于to46型红外半导体激光器管座的夹具
CN104391004A (zh) * 2014-11-27 2015-03-04 陕西科技大学 一种无损灯具散热性能的测试装置及方法
CN104407280A (zh) * 2014-12-01 2015-03-11 苏州立瓷电子技术有限公司 一种led灯热阻测量方法
CN104569065A (zh) * 2015-02-13 2015-04-29 重庆大学 一种大功率led器件固晶层散热性能的快速评估方法
CN104569065B (zh) * 2015-02-13 2017-03-01 重庆大学 一种大功率led器件固晶层散热性能的快速评估方法
CN110034036A (zh) * 2019-05-20 2019-07-19 深圳市宝和林电子有限公司 一种模组点测封装检具及其检测方法
CN111289562A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 北京工业大学 一种薄层热阻测试探针的结构及测试方法
CN111289562B (zh) * 2020-04-01 2023-03-14 北京工业大学 一种薄层热阻测试探针的结构及测试方法
CN112198189A (zh) * 2020-08-26 2021-01-08 北京卫星制造厂有限公司 一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置
CN112198189B (zh) * 2020-08-26 2024-05-14 北京卫星制造厂有限公司 一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置
CN112684255B (zh) * 2020-12-23 2023-04-28 北京工业大学 一种用于热阻矩阵测量的由fpga控制的多路智能驱动装置与方法

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