CN113237679A - 热电制冷器性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域，公开一种热电制冷器性能测试装置，其包括恒温箱和设于恒温箱内的恒温腔，恒温箱内壁和恒温腔外壁间形成密封腔室，恒温腔内壁底部设定位槽；测试装置还包括封闭恒温腔的上盖和多组与多个热电制冷器对应的测试用电路，测试用电路包括电源电路、温度采样电路和控制电路；上盖上设有一端与热电制冷器电源焊盘相接、另一端与电源电路接通的弹簧顶针，还设有与恒温腔腔体底部接触的第一热电偶，第一热电偶另一端与温度采样电路接通；上盖上还设与热电制冷器对应设置的第二热电偶，第二热电偶一端与热电制冷器冷端陶瓷相接、另一端与对应温度采样电路接通，第一热电偶和第二热电偶上套弹簧，弹簧在上盖封闭恒温腔时被压缩。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制冷技术领域，具体地，涉及一种热电制冷器性能测试装置。
背景技术
随着通讯设备的迅猛发展，通讯设备的集成程度和组装密度不断提高，在提供强大使用功能的同时，也导致了设备功耗和发热量的急剧增加。众所周知，LD光功率对温度非常敏感，温度升高将引起光功率输出减少（同时波长正向漂移），空间的紧缩、可插拔性要求和低温度规格为光模块的散热带来了挑战，为确保激光器有效工作，必须采用微小型热电制冷器进行精确温度控制。
目前市面上对微小型热电制冷器进行性能测试的装置普遍结构复杂，测试过程耗时较长，效率低下，无法应对大批量热电制冷器的高效测试。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、操作简便，可确保测试过程高效进行的热电制冷器性能测试装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种热电制冷器性能测试装置，测试装置包括恒温箱和设置在恒温箱内的恒温腔，恒温箱内壁和恒温腔外壁之间形成一密封腔室，密封腔室内具有液体，恒温腔内壁底部设有用于定位热电制冷器的定位槽；测试装置还包括可对恒温腔进行封闭的上盖及多组与多个热电制冷器一一对应设置的测试用电路，测试用电路包括电源电路、温度采样电路和控制电路，上盖上设有伸入恒温腔腔体内的弹簧顶针，弹簧顶针一端与热电制冷器的电源焊盘相接、另一端与电源电路接通，上盖上还设有可与恒温腔腔体底部接触以监控恒温腔热端温度的第一热电偶，第一热电偶另一端与温度采样电路接通，上盖上还具有与热电制冷器一一对应设置以监控热电制冷器冷端温度的第二热电偶，第二热电偶一端可与热电制冷器冷端陶瓷相接、另一端与对应的温度采样电路接通，第一热电偶和第二热电偶上均套设有弹簧，弹簧在上盖对恒温腔进行封闭时处于压缩状态。
进一步地，恒温腔外周为圆锥台结构。
进一步地，电源电路、温度采样电路和控制电路均位于上盖上。
更进一步地，电源电路、温度采样电路和控制电路的线路以掩膜蚀刻或电镀或蒸镀的方式设置在上盖上。
进一步地，上盖上设有过孔供弹簧顶针安装，过孔内填充金属进行密封。
进一步地，上盖上设有通孔供第一热电偶、第二热电偶安装，通孔内通过封蜡进行密封。
进一步地，上盖通过与恒温腔腔体口部接触来封闭恒温腔，上盖和恒温腔腔体口部通过定位柱连接。
进一步地，上盖和恒温腔腔体口部之间还设有密封圈。
进一步地，上盖上开设有与恒温腔腔体连通的通气孔，通气孔末端接有真空泵。
进一步地，恒温箱外接热循环系统。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）设置弹簧顶针来接通电源焊盘和电源电路，同时通过套设弹簧的第一热电偶和第二热电偶来对热端温度和冷端温度进行监控，弹簧顶针、第一热电偶和第二热电偶均跟随上盖动作，在上盖封闭恒温腔后即开启工作，简化了传统测试过程中繁杂的接线过程，可大大提升测试效率；
2）电源电路、温度采样电路和控制电路均设置在上盖，无需在上盖或恒温箱外再独立设置电源电路等，且各电路线路均采用掩膜蚀刻等方式设置到上盖上，规整了各电路线路结构，使测试装置整体形成独立的个体。
附图说明
图1为实施例1所述的热电制冷器性能测试装置的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示的热电制冷器性能测试装置，测试装置包括恒温箱1和设置在恒温箱内的恒温腔2，恒温箱1内壁和恒温腔2外壁之间形成一密封腔室，密封腔室内具有液体3，液体为水或其他液体；恒温腔2外周为圆锥台结构，其锥形小端靠近恒温箱1底部，锥形大端与恒温箱1口部连接，恒温腔2大端尺寸略大于恒温箱1口部尺寸，此时恒温腔架设在恒温箱上，恒温腔2底部距恒温箱1底部有一定的间距，以便密封腔室内液体3流动。
恒温腔2内壁底部设有用于定位热电制冷器A的定位槽，定位槽数量为一个或多个，具体可根据需要一次性测试的热电制冷器数量来定，定位槽尺寸取决于热电制冷器热端的尺寸。
测试装置还包括可对恒温腔2进行封闭的上盖4及多组与多个热电制冷器一一对应设置的测试用电路，测试用电路包括电源电路、温度采样电路和控制电路，控制电路为逻辑控制电路；上盖4上设有伸入恒温腔2腔体内的弹簧顶针5，具体地，上盖4上开设过孔安装弹簧顶针5，过孔内填充金属进行密封，此时弹簧顶针与上盖相当于一体设计，弹簧顶针5一端与热电制冷器A的电源焊盘相接、另一端与电源电路接通，电源电路用于驱动热电制冷器，上盖4在封闭恒温腔2时，弹簧顶针5将受压并点压在热电制冷器的电源焊盘上。
上盖4上还设有一个可与恒温腔2腔体底部接触以监控恒温腔热端温度的第一热电偶6，第一热电偶另一端与温度采样电路接通，这里需要说明的是：虽然每个热电制冷器都需要测量热端温度，但是因为热端温度是恒温的，所有默认所有热电制冷器的热端温度是一致的，因此只设置一个温度采样电路也可；上盖4上还具有多个与热电制冷器A一一对应设置以监控热电制冷器冷端温度的第二热电偶7，上盖4上分别设有通孔供第一热电偶、第二热电偶安装，通孔内通过封蜡进行密封，如此第一热电偶和第二热电偶也与上盖完成了“一体化”设计，第二热电偶7一端可与热电制冷器A冷端陶瓷相接、另一端与对应的温度采样电路接通，其中，第一热电偶6和第二热电偶7上均套设有弹簧，弹簧自然长度稍大于恒温腔腔体高度，在上盖4封闭恒温腔2时，弹簧保持压缩状态，以使第一热电偶6、第二热电偶7分别点压在恒温腔2腔体底部、热电制冷器A冷端陶瓷上。
电源电路、温度采样电路和控制电路均设置在上盖4上，上盖采用陶瓷材质或其他半导体材质如玻纤板制作，表面光滑，可在上盖上做金属化线路，可直接焊接电源电路、温度采样电路和控制电路，金属线路一般采用掩膜蚀刻或电镀或蒸镀等方式实现。
恒温箱1底部通过管道外接热循环系统8，热循环系统即为市面上常见的恒温装置，热循环系统受一逻辑控制电路控制，当恒温腔2内的温度低于预设温度时，逻辑控制电路会加大热循环系统的功率，当恒温腔2内的温度高于预设温度时，逻辑控制电路会减小热循环系统的功率；热循环系统8可保持腔内液体的流动性，让恒温箱1内保持温度一致且稳定。
上盖4通过与恒温腔2腔体口部接触来封闭恒温腔，具体地，上盖4在恒温腔腔体口部对应位置处设有定位柱41，恒温腔2腔体口部则设置有与定位柱41适配的定位孔，定位柱和定位孔的位置选定需满足弹簧探针与电源焊盘、第二热电偶与热电制冷器冷端陶瓷对位连接；上盖4和恒温腔2腔体口部之间还设有一圈橡胶密封圈9，橡胶密封圈位于定位柱内侧。
为实现热电制冷器性能测试在真空状态下进行，以提高测试精度，可在上盖4上开设与恒温腔2腔体连通的通气孔42，通气孔末端外接真空泵，在进行性能测试时，可将恒温腔2内抽真空。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热电制冷器性能测试装置，其特征在于，测试装置包括恒温箱和设置在恒温箱内的恒温腔，恒温箱内壁和恒温腔外壁之间形成一密封腔室，密封腔室内具有液体，恒温腔内壁底部设有用于定位热电制冷器的定位槽；测试装置还包括可对恒温腔进行封闭的上盖及多组与多个热电制冷器一一对应设置的测试用电路，测试用电路包括电源电路、温度采样电路和控制电路，上盖上设有伸入恒温腔腔体内的弹簧顶针，弹簧顶针一端与热电制冷器的电源焊盘相接、另一端与电源电路接通，上盖上还设有可与恒温腔腔体底部接触以监控恒温腔热端温度的第一热电偶，第一热电偶另一端与温度采样电路接通，上盖上还具有与热电制冷器一一对应设置以监控热电制冷器冷端温度的第二热电偶，第二热电偶一端可与热电制冷器冷端陶瓷相接、另一端与对应的温度采样电路接通，第一热电偶和第二热电偶上均套设有弹簧，弹簧在上盖对恒温腔进行封闭时处于压缩状态。
2.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，恒温腔外周为圆锥台结构。
3.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，电源电路、温度采样电路和控制电路均位于上盖上。
4.根据权利要求3所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，电源电路、温度采样电路和控制电路的线路以掩膜蚀刻或电镀或蒸镀的方式设置在上盖上。
5.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，上盖上设有过孔供弹簧顶针安装，过孔内填充金属进行密封。
6.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，上盖上设有通孔供第一热电偶、第二热电偶安装，通孔内通过封蜡进行密封。
7.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，上盖通过与恒温腔腔体口部接触来封闭恒温腔，上盖和恒温腔腔体口部通过定位柱连接。
8.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，上盖和恒温腔腔体口部之间还设有密封圈。
9.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，上盖上开设有与恒温腔腔体连通的通气孔，通气孔末端接有真空泵。
10.根据权利要求1所述的热电制冷器性能测试装置，其特征在于，恒温箱外接热循环系统。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant |