CN110187252A - 一种半导体致冷片老化测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体致冷片老化测试装置，涉及半导体致冷片技术领域。半导体致冷片老化测试装置包括测试台、限位组件、第一导热板、第二导热板和测试控制器，第一导热板的底面与待测致冷片的冷面贴合，测试控制器包括处理器、供电电源、变换开关、检测组件和计时计数器，变换开关设于供电电源与所述待测致冷片之间，检测组件包括温度传感器和电流传感器，电流传感器的输入端与致冷片电性连接。本发明通过测试控制器的设计，以采用自动化的方式对待测致冷片进行老化测试，防止了由于采用人工手动测试导致的测试效率低下、测试精准度低的现象。

Description

一种半导体致冷片老化测试装置

技术领域

本发明涉及半导体致冷片技术领域，具体而言，涉及一种半导体致冷片老化测试装置。

背景技术

半导体致冷片是由瓷板和焊接在瓷板上的多个晶粒组成的，致冷片中间是等距装设的晶粒、两侧是瓷板。半导体致冷器的工作运转是用直流电源，它既可致冷又可加热，通过改变直流电压的极性来决定在同一致冷器上实现致冷或加热。半导体致冷器是利用半导体材料的珀尔帖效应制成的，所谓珀尔帖效应，指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，一端吸热，一端放热的现象。在现有的半导体致冷片使用过程中，为了确保其出厂后的性能稳定，需要对致冷片进行老化测试，以判断致冷片是否满足出厂条件。

现有的半导体致冷片老化测试过程中，均通过采用人工手动测试的方式进行老化测试检测，使得工作人员操作繁琐，导致测试效率低下且测试精准度低。

发明内容

本发明提供了一种半导体致冷片老化测试装置，旨在改善现有的半导体致冷片老化测试效率低下且测试精准度低的技术问题。

一种半导体致冷片老化测试装置，包括测试台、设于所述测试台上的限位组件、与所述限位组件连接的第一导热板、设于所述测试台底部的第二导热板和与待测致冷片电性连接的测试控制器，所述第一导热板的底面与待测致冷片的顶面(冷面)贴合，所述测试控制器包括处理器和分别与所述处理器电性连接的供电电源、变换开关、检测组件和计时计数器，所述变换开关设于所述供电电源与所述待测致冷片之间，所述变换开关用于控制所述供电电源朝向所述待测致冷片输送的电流属性，所述检测组件包括分别与所述处理器电性连接的温度传感器和电流传感器，所述温度传感器用于检测所述第一导热板和所述待测致冷片上端的温度，并将检测结果发送至所述处理器，所述电流传感器的输入端与所述待测致冷片电性连接，所述电流传感器用于检测所述待测致冷片的当前电流值，并将检测结果发送至所述处理器，所述计时计数器用于在所述处理器控制下记录所述待测致冷片的寿命时长。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述限位组件包括与所述待测致冷片侧壁抵触接触的定位块、贯穿所述定位块的固定杆、与所述固定杆顶端连接的压簧片和贯穿所述压簧片末端的压簧螺丝，且所述压簧螺丝的末端与所述第一导热板螺纹连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述半导体致冷片老化测试装置还包括导热组件，所述导热组件包括多个导热脂，所述导热脂贴设于所述待测致冷片的表面。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第二导热板背向所述测试台的一侧设有通气散热座，所述通气散热座内设有散热风扇，所述散热风扇用于提高所述第二导热板的导热效率。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述通气散热座的底部设有多个支撑脚，所述支撑脚的末端设有橡胶垫。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一导热板上设有感温孔，所述温度传感器设于所述感温孔内。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述变换开关采用整流器或逆变器制成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一导热板和所述第二导热板上均设有多个导热孔，所述导热孔采用圆柱形通孔结构制成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一导热板和所述第二导热板均采用铝板材质制成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述处理器采用单片机或PLC制成。

本发明的有益效果是：通过所述测试控制器的设计，以采用自动化的方式对待测致冷片进行老化测试，防止了由于采用人工手动测试导致的测试效率低下、测试精准度低的现象，通过所述变换开关的设计，以使在所述处理器的控制下，有效的对所述供电电源的输出电流进行属性变换，保障了对所述待测致冷片老化测试的测试效果，通过所述电流传感器和所述计时计数器的设计，以使能及时判断所述待测致冷片是否达到使用寿命，通过所述限位组件的设计，有效的提高了所述待测致冷片测试过程中结构的稳定性，防止了由于所述待测致冷片位置移动导致的测试失败，通过所述第一导热板和所述温度传感器的设计，以使能有效的对所述待测致冷片的上端温度进行导热和检测，保障了所述半导体致冷片老化测试装置对所述待测致冷片的测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明第一实施例提供的半导体致冷片老化测试装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例提供的测试控制器的结构示意图；

图3是本发明第二实施例提供的半导体致冷片老化测试装置的结构示意图；

主要元素符号说明：

第一导热板	1	感温孔	2
				待测致冷片	3	导线	4
测试台	5	压簧螺丝	6
				导热脂	7	压簧片	8
固定杆	9	定位块	10
				第二导热板	11	通气散热座	12
支撑脚	13	处理器	20
				供电电源	21	变换开关	22
检测组件	23	温度传感器	24
				电流传感器	25	计时计数器	211

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1，请参阅图1至图2，本发明第一实施例提供一种半导体致冷片老化测试装置，包括测试台5、设于所述测试台5上的限位组件、与所述限位组件连接的第一导热板1、设于所述测试台5底部的第二导热板11和与待测致冷片3电性连接的测试控制器，所述第一导热板1的底面与待测致冷片3的顶面贴合，所述测试台5用于对所述限位组件、第一导热板1、第二导热板11和所述测试控制器起到承载固定的作用，以提高所述半导体致冷片老化测试装置整体结构的稳定性，所述限位组件用于防止老化测试过程中所述待测致冷片3的位置移动，进而有效提高了所述半导体致冷片老化测试装置的测试效率，所述第一导热板1和所述第二导热板11用于对所述待测致冷片3进行导热，所述测试控制器用于采用自动化的方式对待测致冷片3进行老化测试，防止了由于采用人工手动测试导致的测试效率低下、测试精准度低的现象。

具体地，所述测试控制器包括处理器20和分别与所述处理器20电性连接的供电电源21、变换开关22、检测组件23和计时计数器211，所述变换开关22设于所述供电电源21与所述待测致冷片3之间，所述变换开关22用于控制所述供电电源21朝向所述待测致冷片3输送的电流属性，所述供电电源21用于在老化测试过程中向所述待测致冷片3输送电流，以使所述待测致冷片3进行制冷和制热效果，所述变换开关22用于在所述处理器20的控制下，有效的对所述供电电源21的输出电流进行属性变换，保障了对所述待测致冷片3老化测试的测试效果。

本实施例中，所述检测组件23与所述待测致冷片3之间通过导线4连接，所述检测组件23包括分别与所述处理器20电性连接的温度传感器24和电流传感器25，所述温度传感器24用于检测所述第一导热板1和所述待测致冷片3上端的温度，并将检测结果发送至所述处理器20，所述电流传感器25的输入端与所述待测致冷片3电性连接，所述电流传感器25用于检测所述待测致冷片3的当前电流值，并将检测结果发送至所述处理器20，所述计时计数器211用于在所述处理器20控制下记录所述待测致冷片3的寿命时长。

所述限位组件包括与所述待测致冷片3侧壁抵触接触的定位块10、贯穿所述定位块10的固定杆9、与所述固定杆9顶端连接的压簧片8和贯穿所述压簧片8末端的压簧螺丝6，且所述压簧螺丝6的末端与所述第一导热板1螺纹连接，所述定位块10与所述待测致冷片3抵触接触，所述定位块10用于防止测试过程中所述待测致冷片3左右方向上的位置移动，以提高所述半导体致冷片老化测试装置的测试效率，通过所述压簧片8和所述压簧螺丝6的设计，以使测试过程中所述待测致冷片3上下方向上的位置移动，进而进一步提高所述半导体致冷片老化测试装置的测试效率。

此外，本实施例中所述半导体致冷片老化测试装置还包括导热组件，所述导热组件包括多个导热脂7，所述导热脂7贴设于所述待测致冷片3的表面，通过所述导热脂7的设计，有效的提高了所述第一导热板1和所述第二导热板11对所述待测致冷片3的导热效果，提高了老化测试效率。所述第一导热板1上设有感温孔2，所述温度传感器24设于所述感温孔2内，所述变换开关22采用整流器或逆变器制成，具体地，当所述供电电源21为交流电源时，所述变换开关22为整流器，该整流器用于将交流电转换为直流电，当所述供电电源21为直流电源时，所述变换开关22为逆变器，该整流器用于将流电转换为交流电。

进一步地，所述第一导热板1和所述第二导热板11上均设有多个导热孔，所述导热孔采用圆柱形通孔结构制成，所述第一导热板1和所述第二导热板11均采用铝板材质制成，所述处理器20采用单片机或PLC制成。

具体地，本实施例中工作原理为：

1、将导热脂7涂抹在待测致冷片3的上下两表面，将待测致冷片3放置在测试台5的中部，并将定位块10与待测致冷片3左侧抵触接触，以防止该待测致冷片3的左右移动。第一导热板1内的感温孔2放置温度传感器24后，将第一导热板1盖在待测致冷片3上端，第一导热板1左侧紧靠定位块10；

2、将压簧片8通过压簧冷片3起到固定作用，以防止待测致冷片3的位置移动；螺丝6将第一导热板1与待测致冷片3向下压覆，对第一导热板1和待测致

3、在进行老化测试时，通过处理器20控制供电电源21供电，并控制计时计数器211进行计时，利用珀尔帖效应，当待测致冷片3接入电流后，待测致冷片3下端致冷，而上端放热，感温孔2内的温度传感器24能够在测试过程中对待测致冷片3的上端温度进行监测并将温度数据实时传递至处理器20；

4、当处理器20判断到待测致冷片3的上端温度达到65℃时，处理器20通过变换开关22使得供电电源21输送的电流方向改变，进而使得控制待测致冷片3上端致冷，下端放热；一段时间后，当待测致冷片3的上端温度致冷降至15℃，再次通过关闭该变换开关22以使电流极性改变，使得待测致冷片3上端放热，下端致冷，重复操作，使得待测致冷片3上端温度在15℃-65℃-15℃之间重复工作。

5、当该电流传感器25的检测值为零时，即待测致冷片3不在导电，说明待测致冷片3达到寿命，通过查询计时计数器211的计时时间与致冷放热的循环次数来代表待测致冷片3寿命，完成一次老化测试；

6、在整个老化测试过程中，第二导热板11能够将待测致冷片3产生高温或低温向下传导，以进行温度的扩散，防止对温度传感器24的检测值的干扰，提高了该半导体致冷片老化测试装置的测试精准度；

7、进一步地，测试的温度范围可根据待测致冷片3的型号而做成相应调整，测试温度调整范围包括15℃-65℃-15℃与10℃-80℃-10℃。

本实施例中，通过所述测试控制器的设计，以采用自动化的方式对待测致冷片3进行老化测试，防止了由于采用人工手动测试导致的测试效率低下、测试精准度低的现象，通过所述变换开关22的设计，以使在所述处理器20的控制下，有效的对所述供电电源21的输出电流进行属性变换，保障了对所述待测致冷片3老化测试的测试效果，通过所述电流传感器25和所述计时计数器211的设计，以使能及时判断所述待测致冷片3是否达到使用寿命，通过所述限位组件的设计，有效的提高了所述待测致冷片3测试过程中结构的稳定性，防止了由于所述待测致冷片3位置移动导致的测试失败，通过所述第一导热板1和所述温度传感器24的设计，以使能有效的对所述待测致冷片3的上端温度进行导热和检测，保障了所述半导体致冷片老化测试装置对所述待测致冷片3的测试效率。

实施例2，参照图3是本发明第二实施例提供的半导体致冷片老化测试装置的结构示意图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，所述第二导热板11背向所述测试台5的一侧设有通气散热座12，所述通气散热座12内设有散热风扇，所述散热风扇用于提高所述第二导热板11的导热效率，所述通气散热座12的底部设有多个支撑脚13，所述支撑脚13的末端设有橡胶垫，所述橡胶垫用于提高所述支撑脚13与地面之间的摩擦，进而有效的防止了所述支撑脚13和所述通气散热座12的位置移动，提高了所述半导体致冷片老化测试装置整体结构的稳定性。

本发明实施例所提供的半导体致冷片老化测试装置，其实现原理及产生的技术效果和实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中相应内容。

通过上述设计得到的装置已基本能满足有效提高了对致冷片老化测试的测试效率和测试精准度的效果，但本着进一步完善其功能的宗旨，设计者对该装置进行了进一步地改良。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，包括测试台、设于所述测试台上的限位组件、与所述限位组件连接的第一导热板、设于所述测试台底部的第二导热板和与待测致冷片电性连接的测试控制器，所述第一导热板的底面与待测致冷片的顶面贴合，所述测试控制器包括处理器和分别与所述处理器电性连接的供电电源、变换开关、检测组件和计时计数器，所述变换开关设于所述供电电源与所述待测致冷片之间，所述变换开关用于控制所述供电电源方向所述待测致冷片输送的电流方向，所述检测组件包括分别与所述处理器电性连接的温度传感器和电流传感器，所述温度传感器用于检测所述第一导热板和所述待测致冷片上端的温度，并将检测结果发送至所述处理器，所述电流传感器的输入端与所述待测致冷片电性连接，所述电流传感器用于检测所述待测致冷片的当前电流值，并将检测结果发送至所述处理器，所述计时计数器用于在所述处理器控制下记录所述待测致冷片的寿命时长。

2.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述限位组件包括与所述待测致冷片侧壁抵触接触的定位块、贯穿所述定位块的固定杆、与所述固定杆顶端连接的压簧片和贯穿所述压簧片末端的压簧螺丝，且所述压簧螺丝的末端与所述第一导热板螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述半导体致冷片老化测试装置还包括导热组件，所述导热组件包括多个导热脂，所述导热脂贴设于所述待测致冷片的表面。

4.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述第二导热板背向所述测试台的一侧设有通气散热座，所述通气散热座内设有散热风扇，所述散热风扇用于提高所述第二导热板的导热效率。

5.根据权利要求4所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述通气散热座的底部设有多个支撑脚，所述支撑脚的末端设有橡胶垫。

6.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述第一导热板上设有感温孔，所述温度传感器设于所述感温孔内。

7.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述变换开关采用整流器或逆变器制成。

8.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述第一导热板和所述第二导热板上均设有多个导热孔，所述导热孔采用圆柱形通孔结构制成。

9.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述第一导热板和所述第二导热板均采用铝板材质制成。

10.根据权利要求1所述的半导体致冷片老化测试装置，其特征在于，所述处理器采用单片机或PLC制成。