CN115144722A - 微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法，TEC夹具组件用于装载待测试的微型半导体制冷片，TEC下压加电组件用于为微型半导体制冷片上电进行老化测试；TEC控温平台组件用于抵接微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；TEC老化水冷板部件以接触方式为TEC控温平台组件进行散热，TEC电气控制部件用于供电控制。本申请适用于微型半导体制冷片的老化测试，一方面通过TEC夹具组件的设计，提升了微型半导体制冷片的装夹效率、兼容性及可靠性；另一方面配合多个TEC夹具组件即可实现不同规格产品、大批量及多通道独立控制的老化测试；再一方面保证了老化工艺的稳定性及一致性。

Description

微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法

技术领域

本申请涉及半导体制冷器老化测试领域，特别是涉及微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法。

背景技术

半导体制冷器(Thermo Electric Cooler，TEC)是利用半导体材料的珀耳帖效应(亦称珀尔帖效应)制成的，生产工艺中TEC的老化采用简易的装夹办法，对TEC产品进行加电老化测试，对尺寸各异的产品兼容性不高，每次由于装夹调整需要非常多的时间，每次装夹可靠性也不好，无法实现多通道独立控制的老化测试。

尤其是对于微型半导体制冷片产品，亦即微型TEC产品，缺乏合适的老化设备。

发明内容

基于此，有必要提供一种微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法。

一种微型半导体制冷片的老化设备，其包括TEC老化压紧加电单元部件、TEC老化水冷板部件及TEC电气控制部件；

所述TEC老化压紧加电单元部件包括TEC夹具组件、TEC控温平台组件、TEC下压加电组件；

所述TEC夹具组件用于装载待测试的微型半导体制冷片，所述TEC夹具组件滑动设置于所述TEC下压加电组件下，所述TEC下压加电组件用于为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；

所述TEC控温平台组件可拆卸地设置于所述TEC夹具组件及所述TEC下压加电组件之间，所述TEC控温平台组件用于抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；

所述TEC老化压紧加电单元部件设置于所述TEC老化水冷板部件及所述TEC电气控制部件之间，所述TEC老化水冷板部件以接触方式为所述TEC控温平台组件进行散热，所述TEC电气控制部件电连接所述TEC控温平台组件、所述TEC下压加电组件、所述TEC老化水冷板部件及所述微型半导体制冷片，用于供电控制。

上述微型半导体制冷片的老化设备，适用于微型半导体制冷片的老化测试，一方面通过TEC夹具组件的设计，提升了微型半导体制冷片的装夹效率、兼容性及可靠性；另一方面配合多个TEC夹具组件即可实现不同规格产品、大批量及多通道独立控制的老化测试；再一方面保证了老化工艺的稳定性及一致性。

在其中一个实施例中，所述TEC老化水冷板部件开设有空槽，所述TEC夹具组件及其上的所述TEC控温平台组件穿过所述空槽设置。

在其中一个实施例中，所述TEC老化水冷板部件还设有水管接头、快接接线端子、水冷板、控制面板、运行正常指示灯、开关按钮及故障指示灯；

所述水冷板与所述控制面板相固定，所述水冷板通过所述水管接头实现内外部水路连通，所述TEC控温平台组件或其控温TEC单元与所述水冷板相接触；

所述快接接线端子固定于所述水冷板上，所述快接接线端子线路连接所述控制面板；

所述运行正常指示灯、所述开关按钮及所述故障指示灯均设置于所述控制面板上。

进一步地，所述TEC老化水冷板部件还设有加强筋，所述水冷板与所述控制面板还通过至少一个所述加强筋相固定。

在其中一个实施例中，所述TEC电气控制部件设有待测试TEC产品供电电源、24V供电电源、TEC控制板、控温TEC供电电源、输入输出模块及电源接口；

所述电源接口用于接入电源且分别电连接所述待测试TEC产品供电电源、所述24V供电电源及所述控温TEC供电电源；

所述待测试TEC产品供电电源通过所述TEC控制板为所述微型半导体制冷片供电且提供可调节电压源；

所述控温TEC供电电源为所述TEC控温平台组件或其控温TEC单元供电且提供可调节电流源；

所述24V供电电源为所述输入输出模块供电。

进一步地，所述TEC电气控制部件还设有漏电保护开关，所述电源接口用于接入电源且通过所述漏电保护开关分别电连接所述待测试TEC产品供电电源、所述24V供电电源及所述控温TEC供电电源。

进一步地，所述TEC电气控制部件还设有电磁阀，所述24V供电电源还为所述电磁阀供电，所述电磁阀用于控制水冷板的水路循环或其他开关。

进一步地，所述TEC电气控制部件还设有散热风扇，所述24V供电电源还为所述散热风扇供电。

进一步地，所述TEC电气控制部件还设有漏液传感器，所述漏液传感器用于感应是否发生漏液。

进一步地，所述TEC电气控制部件还设有通讯网口，所述通讯网口用于接入控制信号以实现电气控制。

在其中一个实施例中，所述微型半导体制冷片的老化设备还包括壳体，所述壳体配合所述TEC老化水冷板部件及所述TEC电气控制部件，共同容纳所述TEC老化压紧加电单元部件。

在其中一个实施例中，所述TEC夹具组件设有至少一个TEC老化夹具、定位销、与所述TEC老化夹具数量相同的螺丝销钉、抽屉底板、隔热板、抽屉面板及施力结构；

所述隔热板及所述施力结构分别固定于所述抽屉面板的两侧，所述抽屉面板通过所述隔热板连接所述抽屉底板，所述施力结构用于在受力时使所述抽屉面板带动所述TEC夹具组件整体相对于所述TEC下压加电组件滑动；

所述TEC老化夹具设置于所述抽屉底板上，每一个所述TEC老化夹具用于固定一个所述微型半导体制冷片，所述螺丝销钉用于固定所述TEC老化夹具；

所述定位销用于定位安装所述TEC控温平台组件。

在其中一个实施例中，所述TEC控温平台组件设有导向限位销、控温TEC单元、TEC压块、弹性件、导向条及TEC固定板；

每个所述控温TEC单元通过所述TEC固定板及所述TEC压块限位于被所述TEC老化夹具所固定的一个所述微型半导体制冷片上并与所述微型半导体制冷片相接触以实现热传导；

所述导向限位销穿设于所述导向条上，且所述导向限位销通过所述弹性件安装于所述定位销上，用于在所述TEC下压加电组件的作用下通过所述导向条向所述TEC固定板施加压力，以使所述控温TEC单元抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；还用于在所述TEC下压加电组件停止作用下松开所述控温TEC单元使其不再抵接所述微型半导体制冷片。

进一步地，所述TEC控温平台组件于所述导向条的端部还设有缓冲件例如聚氨酯缓冲头。

在其中一个实施例中，所述TEC固定板的数量为一对，且一对所述TEC固定板相对于所述导向条对称设置；及/或，

对于一个所述TEC固定板，所述控温TEC单元的数量为至少三个；及/或，

所述TEC夹具组件的数量为至少三个。

在其中一个实施例中，所述TEC下压加电组件设有气缸、加电支架、第一导轨、加电支撑板、下压底板、锲形块、第二导轨及盖板；

两个所述加电支撑板分别与所述盖板连接，每个所述加电支撑板沿着下压方向固定有一个所述第一导轨，所述下压底板滑动设置于两个所述第一导轨上，所述加电支架固定于所述下压底板下且与所述TEC电气控制部件电连接；

所述气缸固定于所述盖板下，所述第二导轨沿所述气缸的输出方向固定于所述盖板下，所述锲形块滑动设置于所述第二导轨下；

所述气缸推动所述锲形块沿所述第二导轨向前移动，所述锲形块带动所述下压底板沿着所述第一导轨向下运动以向所述TEC控温平台组件的导向条施加压力，使所述TEC控温平台组件的控温TEC单元抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；所述下压底板同时带动所述加电支架向下运动以使所述加电支架或探针针杆电连接所述微型半导体制冷片，使所述微型半导体制冷片上电进行老化测试。

进一步地，所述垫圈为聚氨酯垫圈。进一步地，两个所述加电支撑板分别于其顶部与所述盖板连接。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有快换接头，所述快换接头用于接入控制线路及供电线路。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有下压轴、轴承座及轴承，两个所述轴承座分别固定于所述下压底板上，两个所述轴承分别安装于两个所述轴承座中，所述下压轴的数量为一个或两个，仅一个所述下压轴顺序穿过一个所述加电支撑板、一个所述轴承、所述锲形块的内部滑槽、另一个所述轴承及另一个所述加电支撑板；或者每个所述下压轴分别顺序穿过一个所述加电支撑板及一个所述轴承，且穿入所述锲形块的内部滑槽中。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有下压竖板，两个所述下压竖板分别固定于所述下压底板上，且每个所述下压竖板邻近一个所述轴承座设置，所述下压竖板开设有避让孔以让位给所述下压轴，两个所述下压竖板分别滑动设置于两个所述第一导轨上。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有导线固定板，所述导线固定板用于固定外露的线路。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有连接所述气缸的输出杆的浮动接头，所述气缸通过所述浮动接头推动所述第二导轨上的所述锲形块向前移动。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有探针座及探针针杆，所述探针针杆通过所述探针座安装于所述加电支架下，且所述探针针杆取代所述加电支架或者作为所述加电支架的一部分与所述TEC电气控制部件电连接；所述下压底板向下运动时带动所述加电支架向下运动以使所述探针针杆电连接所述微型半导体制冷片，使所述微型半导体制冷片上电进行老化测试。

进一步地，所述TEC下压加电组件还设有弹簧结构、压头及缓冲头，所述探针针杆一端穿过所述压头且通过所述弹簧结构安装于所述探针座下，另一端连接所述缓冲头，用于在接触所述微型半导体制冷片时进行缓冲，以保护所述微型半导体制冷片。

进一步地，所述TEC下压加电组件邻近每一所述探针针杆处还设有垫圈及定位销，所述定位销一端通过所述垫圈安装于所述加电支架下，另一端用于在老化测试时向所述微型半导体制冷片施加弹性压力，以在所述探针针杆为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试时保持所述微型半导体制冷片的位置。

在其中一个实施例中，一种微型半导体制冷片的老化测试方法，其包括步骤：

固定待测试的微型半导体制冷片于TEC老化夹具上；

装载TEC老化夹具于TEC夹具组件上；

安装TEC控温平台组件于TEC夹具组件上；

将TEC夹具组件及TEC控温平台组件穿过TEC老化水冷板部件置入TEC下压加电组件下；

控制TEC下压加电组件为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；

控制TEC下压加电组件施压于TEC控温平台组件，以使TEC控温平台组件抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；

控制TEC老化水冷板部件以接触方式为TEC控温平台组件进行散热。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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的附图。

图1为本申请所述微型半导体制冷片的老化设备一实施例的外形结构示意图。

图2为图1所示实施例的结构分解示意图。

图3为图2所示实施例的TEC老化压紧加电单元部件的结构分解示意图。

图4为图3所示实施例的TEC夹具组件的结构示意图。

图5为图4所示实施例的结构分解示意图。

图6为图3所示实施例的TEC控温平台组件的结构示意图。

图7为图6所示实施例的结构分解示意图。

图8为图3所示实施例的TEC下压加电组件的结构示意图。

图9为图8所示实施例的结构分解示意图。

图10为图3所示实施例的TEC老化水冷板部件的结构示意图。

图11为图10所示实施例的结构分解示意图。

图12为图3所示实施例的TEC电气控制部件的结构示意图。

图13为图12所示实施例的另一方向示意图。

图14为图12所示实施例的另一方向示意图。

图15为图12所示实施例的另一方向示意图。

图16为本申请微型半导体制冷片的老化测试方法一实施例的流程示意图。

附图标记：

TEC老化压紧加电单元部件100、TEC老化水冷板部件200、TEC电气控制部件300、壳体400；

TEC夹具组件150、TEC控温平台组件160、TEC下压加电组件170；

TEC老化夹具101、定位销102、螺丝销钉103、抽屉底板104、隔热板105、抽屉面板106、施力结构107；

导向限位销108、控温TEC单元109、TEC压块110、弹性件111、缓冲件112、导向条113、TEC固定板114；

导线固定板115、气缸116、快换接头117、浮动接头118、下压轴119、轴承座120、下压竖板121、加电支架122、探针座123、弹簧结构124、压头125、缓冲头126、探针针杆127、第一导轨128、加电支撑板129、垫圈130、定位销131、下压底板132、锲形块133、轴承134、第二导轨135、盖板136；

水管接头201、快接接线端子202、水冷板203、加强筋204、控制面板205、运行正常指示灯206、开关按钮207、故障指示灯208、空槽209；

待测试TEC产品供电电源301、24V供电电源302、电磁阀303、TEC控制板304、漏液传感器305、控温TEC供电电源306、散热风扇307、漏电保护开关308、输入输出模块309、电源接口310、通讯网口311。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请公开了一种微型半导体制冷片的老化设备，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本申请一个实施例中，一种微型半导体制冷片的老化设备，其包括TEC老化压紧加电单元部件、TEC老化水冷板部件及TEC电气控制部件；所述TEC老化压紧加电单元部件包括TEC夹具组件、TEC控温平台组件、TEC下压加电组件；所述TEC夹具组件用于装载待测试的微型半导体制冷片，所述TEC夹具组件滑动设置于所述TEC下压加电组件下，所述TEC下压加电组件用于为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；所述TEC控温平台组件可拆卸地设置于所述TEC夹具组件及所述TEC下压加电组件之间，所述TEC控温平台组件用于抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；所述TEC老化压紧加电单元部件设置于所述TEC老化水冷板部件及所述TEC电气控制部件之间，所述TEC老化水冷板部件以接触方式为所述TEC控温平台组件进行散热，所述TEC电气控制部件电连接所述TEC控温平台组件、所述TEC下压加电组件、所述TEC老化水冷板部件及所述微型半导体制冷片，用于供电控制。上述微型半导体制冷片的老化设备，适用于微型半导体制冷片的老化测试，一方面通过TEC夹具组件的设计，提升了微型半导体制冷片的装夹效率、兼容性及可靠性；另一方面配合多个TEC夹具组件即可实现不同规格产品、大批量及多通道独立控制的老化测试；再一方面保证了老化工艺的稳定性及一致性。

在其中一个实施例中，一种微型半导体制冷片的老化设备如图1及图2所示，其包括TEC老化压紧加电单元部件100、TEC老化水冷板部件200及TEC电气控制部件300。所述TEC老化压紧加电单元部件100设置于所述TEC老化水冷板部件200及所述TEC电气控制部件300之间，所述TEC老化水冷板部件200以接触方式为所述TEC老化压紧加电单元部件100进行散热，所述TEC电气控制部件300电连接所述TEC老化压紧加电单元部件100及所述TEC老化水冷板部件200，用于供电及控制。所述TEC老化压紧加电单元部件100用于装载待测试的微型半导体制冷片并压紧，然后加电进行老化测试。本实施例中，所述微型半导体制冷片的老化设备还包括壳体400，所述壳体400配合所述TEC老化水冷板部件200及所述TEC电气控制部件300，共同容纳所述TEC老化压紧加电单元部件100。这样的设计，有利于形成一个完整的老化设备，亦可配合其他功能组件共同形成一套具有微型半导体制冷片老化功能的自动化设备；并且所述微型半导体制冷片的老化设备可以为TEC产品加电老化测试，在老化测试时对TEC的冷面与热面的进行温度监控；通过TEC电气控制部件300对TEC老化压紧加电单元部件100的控制实现对TEC产品的老化；通过TEC电气控制部件300对TEC老化水冷板部件200的控制，实现老化过程中对TEC老化压紧加电单元部件100的降温控制。

结合图3，所述TEC老化压紧加电单元部件100包括TEC夹具组件150、TEC控温平台组件160、TEC下压加电组件170；所述TEC夹具组件150用于装载待测试的微型半导体制冷片，所述TEC夹具组件150滑动设置于所述TEC下压加电组件170下，所述TEC下压加电组件170用于为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；所述TEC控温平台组件160可拆卸地设置于所述TEC夹具组件150及所述TEC下压加电组件170之间，所述TEC控温平台组件160用于抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；所述TEC老化压紧加电单元部件100设置于所述TEC老化水冷板部件200及所述TEC电气控制部件300之间，所述TEC老化水冷板部件200以接触方式为所述TEC控温平台组件160进行散热，所述TEC电气控制部件300电连接所述TEC控温平台组件160、所述TEC下压加电组件170、所述TEC老化水冷板部件200及所述微型半导体制冷片，用于供电控制，即分别为所述TEC控温平台组件160、所述TEC下压加电组件170、所述TEC老化水冷板部件200及所述微型半导体制冷片供电，且传输控制信号。

进一步地，各实施例中，所述TEC下压加电组件170对于所述TEC控温平台组件160的下压高度，即所述TEC控温平台组件160或其控温TEC单元109对于所述微型半导体制冷片的接触距离，与所述TEC下压加电组件170或其加电支架122或探针针杆127对于所述微型半导体制冷片的接触距离相等设置，以使所述TEC下压加电组件170为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试时，所述TEC下压加电组件170或其加电支架122或探针针杆127相对于所述微型半导体制冷片的下移高度，等于所述TEC控温平台组件160在所述TEC下压加电组件170作用下相对于所述微型半导体制冷片的下移高度，即所述TEC下压加电组件170一次下压，使得所述TEC下压加电组件170为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试，即所述加电支架122或探针针杆127接触所述微型半导体制冷片例如其接电端，同时所述TEC控温平台组件160或其控温TEC单元109亦与所述微型半导体制冷片相接触以实现热传导。这样的设计，所述TEC下压加电组件170一次下压即可同时完成为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试以及抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；完成测试后一次上移即可完成取出所述TEC夹具组件150及其所装载的微型半导体制冷片，具有控制方便、处理效率高的优点。

结合图1至图3，在其中一个实施例中，所述TEC老化水冷板部件200开设有空槽209，所述TEC老化压紧加电单元部件100的TEC夹具组件150穿过所述空槽209设置。在其中一个实施例中，所述TEC老化水冷板部件200开设有空槽209，所述TEC夹具组件150及其上的所述TEC控温平台组件160穿过所述空槽209设置。这样的设计，有利于快速取出当前批次已经完成老化测试的微型半导体制冷片，然后进行下一批次的测试，具有应用方便及测试效率高的优点。

为了解决固定微型半导体制冷片及易于从所述微型半导体制冷片的老化设备中取出更换的问题，如图4及图5所示，在其中一个实施例中，所述TEC夹具组件150设有至少一个TEC老化夹具101、定位销102、与所述TEC老化夹具101数量相同的螺丝销钉103、抽屉底板104、隔热板105、抽屉面板106及施力结构107；所述隔热板105及所述施力结构107分别固定于所述抽屉面板106的两侧，所述抽屉面板106通过所述隔热板105连接所述抽屉底板104，所述施力结构107用于在受力时使所述抽屉面板106带动所述TEC夹具组件150整体相对于所述TEC下压加电组件170滑动；这样可以方便地以滑动方式插拔所述TEC夹具组件150。所述TEC老化夹具101设置于所述抽屉底板104上，每一个所述TEC老化夹具101用于固定一个所述微型半导体制冷片，所述螺丝销钉103用于固定所述TEC老化夹具101；所述定位销102用于定位安装所述TEC控温平台组件160。这样的设计，一方面有利于所述TEC下压加电组件170快速定位下压固定所述TEC控温平台组件160，亦可所述TEC下压加电组件170快速上移松开所述TEC控温平台组件160以便于拔出所述TEC夹具组件150及其上的所述TEC控温平台组件160；另一方面有利于兼容不同尺寸的TEC产品，可以根据TEC老化工艺要求调整老化测试电流与电压，且有利于保证老化工艺稳定可靠性与一致性；再一方面采用了TEC老化夹具预装载及快插拔的实现方式，每次微型半导体制冷片即TEC产品上料时间短，装夹时间也短，非常适合大批量的老化测试。

本实施例中，TEC老化压紧加电单元部件100是老化单元的执行部件，TEC老化压紧加电单元部件100能同时装载3个TEC夹具组件150，每个TEC夹具组件150能装载8个TEC老化夹具101，每个TEC老化夹具101固定一个待测试的TEC产品，也就是TEC老化设备能同时实现24个TEC产品的老化测试。单个TEC夹具组件150主要由8个TEC老化夹具101，可以用于装载TEC产品，2个定位销102用于定位压紧TEC夹具组件150，16个螺丝销钉103用于定位TEC老化夹具，单个抽屉底板104组成。这样的设计，24个通道可以独立设置不同的电流电压，老化测试时间也可以独立设定，可以实现不同产品之间同时老化测试。

为了便于定位固定微型半导体制冷片，尤其是批量地定位固定微型半导体制冷片，如图6及图7所示，在其中一个实施例中，所述TEC控温平台组件160设有导向限位销108、控温TEC单元109、TEC压块110、弹性件111、导向条113及TEC固定板114；每个所述控温TEC单元109通过所述TEC固定板114及所述TEC压块110限位于被所述TEC老化夹具101所固定的一个所述微型半导体制冷片上并与所述微型半导体制冷片相接触以实现热传导；所述导向限位销108穿设于所述导向条113上，且所述导向限位销108通过所述弹性件111安装于所述定位销102上，用于在所述TEC下压加电组件170的作用下通过所述导向条113向所述TEC固定板114施加压力，以使所述控温TEC单元109抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；还用于在所述TEC下压加电组件170停止作用下松开所述控温TEC单元109使其不再抵接所述微型半导体制冷片。进一步地，所述弹性件111为弹簧。这样的设计，通过导向限位销108、弹性件111及定位销102的配合，在施加压力时实现了定位导向压力固定，在不施加压力时又能松开所述TEC下压加电组件170从而取出TEC夹具组件150及其所承载的TEC控温平台组件160，从而易于批量更换待老化测试的微型半导体制冷片。

进一步地，所述TEC控温平台组件160于所述导向条113的端部还设有缓冲件112例如聚氨酯缓冲头，用于保护所述导向条113，以保持所述导向条113的结构稳定性，从而保证对于所述TEC固定板114施加压力的一致性。在其中一个实施例中，所述TEC固定板114的数量为一对，且一对所述TEC固定板114相对于所述导向条113对称设置；及/或，对于一个所述TEC固定板114，所述控温TEC单元109的数量为至少三个；及/或，所述TEC夹具组件150的数量为至少三个。本实施例中，TEC控温平台组件160主要的功能是为TEC产品热面提供恒定的温度来老化，TEC夹具组件150插入导向条113中被缓冲件112限位住，然后通过TEC下压加电组件170下压后，TEC产品开始老化，老化完后TEC下压加电组件170上升，导向条113与TEC夹具组件150被弹性件111例如弹簧顶起复位。TEC老化夹具101紧贴控温TEC单元109上表面，8块控温TEC单元109通过TEC压块110和TEC固定板114限位住。可见本申请能够快速且稳固地实现TEC夹具组件150安装，且批量地实现TEC产品老化测试，能够准确地进行温控，从而满足老化测试的要求以及达到老化测试的效果。

为了便于实现快速下压固定TEC控温平台组件160，如图8及图9所示，在其中一个实施例中，所述TEC下压加电组件170设有气缸116、加电支架122、第一导轨128、加电支撑板129、下压底板132、锲形块133、第二导轨135及盖板136；两个所述加电支撑板129分别与所述盖板136连接，每个所述加电支撑板129沿着下压方向固定有一个所述第一导轨128，所述下压底板132滑动设置于两个所述第一导轨128上，所述加电支架122固定于所述下压底板132下且与所述TEC电气控制部件300电连接；所述气缸116固定于所述盖板136下，所述第二导轨135沿所述气缸116的输出方向固定于所述盖板136下，所述锲形块133滑动设置于所述第二导轨135下；所述气缸116推动所述锲形块133沿所述第二导轨135向前移动，所述锲形块133带动所述下压底板132沿着所述第一导轨128向下运动以向所述TEC控温平台组件160的导向条113施加压力，使所述TEC控温平台组件160的控温TEC单元109抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；所述下压底板132同时带动所述加电支架122向下运动以使所述加电支架122或探针针杆127电连接所述微型半导体制冷片，使所述微型半导体制冷片上电进行老化测试。这样的设计，实现了气缸116横向输出配合下压底板132竖向施压固定的效果，相对于气缸116直接使下压底板132竖向施压，有利于配合锲形块133及加电支架122共同保护TEC控温平台组件160的控温TEC单元109及待老化测试的微型半导体制冷片，避免由于压力不当而造成不可逆的损坏，从而在老化测试阶段起到了保护微型半导体制冷片的效果。

进一步地，两个所述加电支撑板129分别于其顶部与所述盖板136连接。进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有快换接头117，所述快换接头117用于接入控制线路及供电线路。进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有下压轴119、轴承座120及轴承134，两个所述轴承座120分别固定于所述下压底板132上，两个所述轴承134分别安装于两个所述轴承座120中，所述下压轴119的数量为一个或两个，仅一个所述下压轴119顺序穿过一个所述加电支撑板129、一个所述轴承134、所述锲形块133的内部滑槽、另一个所述轴承134及另一个所述加电支撑板129；或者每个所述下压轴119分别顺序穿过一个所述加电支撑板129及一个所述轴承134，且穿入所述锲形块133的内部滑槽中，所述锲形块133亦可称为楔形块，其具有斜向的施力面。如图9所示，所述锲形块133开设有具有高度差异的内部滑槽，所述内部滑槽用于穿过所述轴承134，所述内部滑槽的高度差异设置为所述TEC下压加电组件170对于所述TEC控温平台组件160的下压高度亦即所述下移高度，亦是所述加电支架122或探针针杆127对于所述微型半导体制冷片的接触距离，使得所述TEC下压加电组件170一次下压即可同时完成为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试以及抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；这样的设计，当所述锲形块133受到所述气缸116的横向推力时，所述锲形块133平移且自身带动所述轴承134沿所述内部滑槽滑动，所述轴承134向所述轴承座120施力，所述轴承座120带动所述下压底板132沿着所述第一导轨128向下运动以向所述TEC控温平台组件160的导向条113施加压力，同时所述下压底板132带动所述加电支架122向下运动以使所述加电支架122或所述TEC下压加电组件170的探针针杆127电连接所述微型半导体制冷片，使所述微型半导体制冷片上电进行老化测试。

进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有下压竖板121，两个所述下压竖板121分别固定于所述下压底板132上，且每个所述下压竖板121邻近一个所述轴承座120设置，所述下压竖板121开设有避让孔以让位给所述下压轴119，两个所述下压竖板121分别滑动设置于两个所述第一导轨128上。进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有导线固定板115，所述导线固定板115用于固定外露的线路。进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有连接所述气缸116的输出杆的浮动接头118，所述气缸116通过所述浮动接头118推动所述第二导轨135上的所述锲形块133向前移动。这样的设计，如前所述，实现了横向驱动及竖向施压的方向转换控制。

进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有探针座123及探针针杆127，所述探针针杆127通过所述探针座123安装于所述加电支架122下，且所述探针针杆127取代所述加电支架122或者作为所述加电支架122的一部分与所述TEC电气控制部件300电连接；所述下压底板132向下运动时带动所述加电支架122向下运动以使所述探针针杆127电连接所述微型半导体制冷片，使所述微型半导体制冷片上电进行老化测试。这样的设计，有利于配合实现自动化的定位上电，从而实现了对批量的所述微型半导体制冷片进行准确、快速的老化测试。

进一步地，所述TEC下压加电组件170还设有弹簧结构124、压头125及缓冲头126，所述探针针杆127一端穿过所述压头125且通过所述弹簧结构124安装于所述探针座123下，另一端连接所述缓冲头126，用于在接触所述微型半导体制冷片时进行缓冲，以保护所述微型半导体制冷片。进一步地，所述TEC下压加电组件170邻近每一所述探针针杆127处还设有垫圈130及定位销131，所述定位销131一端通过所述垫圈130安装于所述加电支架122下，另一端用于在老化测试时向所述微型半导体制冷片施加弹性压力，以在所述探针针杆127为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试时保持所述微型半导体制冷片的位置。进一步地，所述垫圈130为聚氨酯垫圈。这样的设计，一方面有利于准确地定位上电而进行老化测试，另一方面有利于适当弹性保护所述微型半导体制冷片。

本实施例中，TEC下压加电组件170是给待测试的TEC产品加电的执行组件，其动作流程如下：通过气缸116推动第二导轨135上的锲形块133向前移动，从而使得下压底板132沿着垂直方向上的第一导轨128向下运动，这样固定在下压底板132上的加电支架Holder122一同向下运动，这样探针座123与探针针杆127会给底部的TEC老化夹具101上的Pad加电，这样待测试的TEC产品开始老化。通过设定好电流电压方面的控制对TEC产品在规定的时间内老化后，气缸116缩回，探针座123与探针针杆127复位，老化结束。每次加电老化循环的电流电压都可以单独设定，独立控制，且老化加电时间都可以通过人机界面设定。

为了实现水冷降温，如图10及图11所示，在其中一个实施例中，所述TEC老化水冷板部件200还设有水管接头201、快接接线端子202、水冷板203、控制面板205、运行正常指示灯206、开关按钮207及故障指示灯208；所述水冷板203与所述控制面板205相固定，所述水冷板203通过所述水管接头201实现内外部水路连通，所述TEC控温平台组件160或其控温TEC单元109与所述水冷板203相接触；所述快接接线端子202固定于所述水冷板203上，所述快接接线端子202线路连接所述控制面板205；所述运行正常指示灯206、所述开关按钮207及所述故障指示灯208均设置于所述控制面板205上。进一步地，所述TEC老化水冷板部件200还设有加强筋204，所述水冷板203与所述控制面板205还通过至少一个所述加强筋204相固定。进一步地，所述空槽209的数量与所述TEC老化压紧加电单元部件100的数量相同，每一所述空槽209用于穿过一个所述TEC老化压紧加电单元部件100的所述TEC夹具组件150及其上的所述TEC控温平台组件160。这样的设计，一方面有利于实现水冷降温及其功能指示，另一方面有利于快速连接所述TEC电气控制部件300或其他控制器，再一方面有利于提升所述水冷板203与所述控制面板205连接的稳固性。

本实施例中，TEC老化水冷板部件200主要用途是给控温TEC单元109散热用途，例如从客户端水冷机接口处接入25摄氏度的冷水通过水管接头201接入冷水，冷水直达水冷板203入水口，通过水冷板203的水路循环对3个控温TEC单元109散热，最后通过排水口到达客户端水冷机的入水口。TEC老化水冷板部件200上面固定有控制面板205，此控制面板205上设有开关按钮207和运行正常指示灯206例如绿色指示灯代表运行，故障指示灯208例如红色指示灯代表错误报警提示。

为了实现电气控制，如图12及图13所示，在其中一个实施例中，所述TEC电气控制部件300设有待测试TEC产品供电电源301、24V供电电源302、TEC控制板304、控温TEC供电电源306、输入输出模块309及电源接口310；所述电源接口310用于接入电源且分别电连接所述待测试TEC产品供电电源301、所述24V供电电源302及所述控温TEC供电电源306；所述待测试TEC产品供电电源301通过所述TEC控制板304为所述微型半导体制冷片供电且提供可调节电压源；所述控温TEC供电电源306为所述TEC控温平台组件160或其控温TEC单元109供电且提供可调节电流源；所述24V供电电源302为所述输入输出模块309供电。进一步地，所述TEC电气控制部件300还设有通讯网口311，所述通讯网口311用于接入控制信号以实现电气控制。

进一步地，本实施例中，结合图14及图15，所述TEC电气控制部件300还设有漏电保护开关308，所述电源接口310用于接入电源且通过所述漏电保护开关308分别电连接所述待测试TEC产品供电电源301、所述24V供电电源302及所述控温TEC供电电源306。进一步地，所述TEC电气控制部件300还设有电磁阀303，所述24V供电电源302还为所述电磁阀303供电，所述电磁阀303用于控制水冷板203的水路循环或其他开关。进一步地，所述TEC电气控制部件300还设有散热风扇307，所述24V供电电源302还为所述散热风扇307供电。进一步地，所述TEC电气控制部件300还设有漏液传感器305，所述漏液传感器305用于感应是否发生漏液。这样的设计，提升了系统的安全性能。

本实施例中，TEC电气控制部件300是TEC老化设备的控制核心，通过航空插头的电源接口310的接入，到达漏电保护开关308处，通过接线端子分别接到待测试TEC产品供电电源301、控温TEC供电电源306、24V供电电源302，待测试TEC产品供电电源301给产品TEC的TEC控制板304供电，提供可以调节电压的电压源，控温TEC供电电源306给TEC控温平台组件160的控温TEC单元109供电，提供可以调节电流的电流源，24V供电电源302给电磁阀303与输入输出模块309例如四路串口服务器供电，确保气缸与各个传感器能正常工作。电气控制方面通过通讯网口311的接入，工控机可以对TEC老化设备通过编写好的软件逻辑正常工作，实现更好的人机交互体验。

在其中一个实施例中，一种微型半导体制冷片的老化测试方法采用任一实施例所述微型半导体制冷片的老化设备实现，亦即所述微型半导体制冷片的老化测试方法基于任一实施例所述微型半导体制冷片的老化设备实现。在其中一个实施例中，一种微型半导体制冷片的老化测试方法如图16所示，其包括步骤：固定待测试的微型半导体制冷片于TEC老化夹具上；装载TEC老化夹具于TEC夹具组件上；安装TEC控温平台组件于TEC夹具组件上；将TEC夹具组件及TEC控温平台组件穿过TEC老化水冷板部件置入TEC下压加电组件下；控制TEC下压加电组件为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；控制TEC下压加电组件施压于TEC控温平台组件，以使TEC控温平台组件抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；控制TEC老化水冷板部件以接触方式为TEC控温平台组件进行散热。其余实施例以此类推，不做赘述。这样的设计，适用于微型半导体制冷片的老化测试，一方面通过TEC夹具组件的设计，提升了微型半导体制冷片的装夹效率、兼容性及可靠性；另一方面配合多个TEC夹具组件即可实现不同规格产品、大批量及多通道独立控制的老化测试；再一方面保证了老化工艺的稳定性及一致性。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，包括TEC老化压紧加电单元部件(100)、TEC老化水冷板部件(200)及TEC电气控制部件(300)；

所述TEC老化压紧加电单元部件(100)包括TEC夹具组件(150)、TEC控温平台组件(160)、TEC下压加电组件(170)；

所述TEC夹具组件(150)用于装载待测试的微型半导体制冷片，所述TEC夹具组件(150)滑动设置于所述TEC下压加电组件(170)下，所述TEC下压加电组件(170)用于为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；

所述TEC控温平台组件(160)可拆卸地设置于所述TEC夹具组件(150)及所述TEC下压加电组件(170)之间，所述TEC控温平台组件(160)用于抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；

所述TEC老化压紧加电单元部件(100)设置于所述TEC老化水冷板部件(200)及所述TEC电气控制部件(300)之间，所述TEC老化水冷板部件(200)以接触方式为所述TEC控温平台组件(160)进行散热，所述TEC电气控制部件(300)电连接所述TEC控温平台组件(160)、所述TEC下压加电组件(170)、所述TEC老化水冷板部件(200)及所述微型半导体制冷片，用于供电控制。

2.根据权利要求1所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC老化水冷板部件(200)开设有空槽(209)，所述TEC夹具组件(150)及其上的所述TEC控温平台组件(160)穿过所述空槽(209)设置。

3.根据权利要求2所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC老化水冷板部件(200)还设有水管接头(201)、快接接线端子(202)、水冷板(203)、控制面板(205)、运行正常指示灯(206)、开关按钮(207)及故障指示灯(208)；

所述水冷板(203)与所述控制面板(205)相固定，所述水冷板(203)通过所述水管接头(201)实现内外部水路连通，所述TEC控温平台组件(160)或其控温TEC单元(109)与所述水冷板(203)相接触；

所述快接接线端子(202)固定于所述水冷板(203)上，所述快接接线端子(202)线路连接所述控制面板(205)；

所述运行正常指示灯(206)、所述开关按钮(207)及所述故障指示灯(208)均设置于所述控制面板(205)上。

4.根据权利要求1所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC电气控制部件(300)设有待测试TEC产品供电电源(301)、24V供电电源(302)、TEC控制板(304)、控温TEC供电电源(306)、输入输出模块(309)及电源接口(310)；

所述电源接口(310)用于接入电源且分别电连接所述待测试TEC产品供电电源(301)、所述24V供电电源(302)及所述控温TEC供电电源(306)；

所述待测试TEC产品供电电源(301)通过所述TEC控制板(304)为所述微型半导体制冷片供电且提供可调节电压源；

所述控温TEC供电电源(306)为所述TEC控温平台组件(160)或其控温TEC单元(109)供电且提供可调节电流源；

所述24V供电电源(302)为所述输入输出模块(309)供电。

5.根据权利要求1所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，还包括壳体(400)，所述壳体(400)配合所述TEC老化水冷板部件(200)及所述TEC电气控制部件(300)，共同容纳所述TEC老化压紧加电单元部件(100)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC夹具组件(150)设有至少一个TEC老化夹具(101)、定位销(102)、与所述TEC老化夹具(101)数量相同的螺丝销钉(103)、抽屉底板(104)、隔热板(105)、抽屉面板(106)及施力结构(107)；

所述隔热板(105)及所述施力结构(107)分别固定于所述抽屉面板(106)的两侧，所述抽屉面板(106)通过所述隔热板(105)连接所述抽屉底板(104)，所述施力结构(107)用于在受力时使所述抽屉面板(106)带动所述TEC夹具组件(150)整体相对于所述TEC下压加电组件(170)滑动；

所述TEC老化夹具(101)设置于所述抽屉底板(104)上，每一个所述TEC老化夹具(101)用于固定一个所述微型半导体制冷片，所述螺丝销钉(103)用于固定所述TEC老化夹具(101)；

所述定位销(102)用于定位安装所述TEC控温平台组件(160)。

7.根据权利要求6所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC控温平台组件(160)设有导向限位销(108)、控温TEC单元(109)、TEC压块(110)、弹性件(111)、导向条(113)及TEC固定板(114)；

每个所述控温TEC单元(109)通过所述TEC固定板(114)及所述TEC压块(110)限位于被所述TEC老化夹具(101)所固定的一个所述微型半导体制冷片上并与所述微型半导体制冷片相接触以实现热传导；

所述导向限位销(108)穿设于所述导向条(113)上，且所述导向限位销(108)通过所述弹性件(111)安装于所述定位销(102)上，用于在所述TEC下压加电组件(170)的作用下通过所述导向条(113)向所述TEC固定板(114)施加压力，以使所述控温TEC单元(109)抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；还用于在所述TEC下压加电组件(170)停止作用下松开所述控温TEC单元(109)使其不再抵接所述微型半导体制冷片。

8.根据权利要求7所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC固定板(114)的数量为一对，且一对所述TEC固定板(114)相对于所述导向条(113)对称设置；及/或，

对于一个所述TEC固定板(114)，所述控温TEC单元(109)的数量为至少三个；及/或，

所述TEC夹具组件(150)的数量为至少三个。

9.根据权利要求7所述微型半导体制冷片的老化设备，其特征在于，所述TEC下压加电组件(170)设有气缸(116)、加电支架(122)、第一导轨(128)、加电支撑板(129)、下压底板(132)、锲形块(133)、第二导轨(135)及盖板(136)；

两个所述加电支撑板(129)分别与所述盖板(136)连接，每个所述加电支撑板(129)沿着下压方向固定有一个所述第一导轨(128)，所述下压底板(132)滑动设置于两个所述第一导轨(128)上，所述加电支架(122)固定于所述下压底板(132)下且与所述TEC电气控制部件(300)电连接；

所述气缸(116)固定于所述盖板(136)下，所述第二导轨(135)沿所述气缸(116)的输出方向固定于所述盖板(136)下，所述锲形块(133)滑动设置于所述第二导轨(135)下；

所述气缸(116)推动所述锲形块(133)沿所述第二导轨(135)向前移动，所述锲形块(133)带动所述下压底板(132)沿着所述第一导轨(128)向下运动以向所述TEC控温平台组件(160)的导向条(113)施加压力，使所述TEC控温平台组件(160)的控温TEC单元(109)抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；所述下压底板(132)同时带动所述加电支架(122)向下运动以使所述加电支架(122)或探针针杆(127)电连接所述微型半导体制冷片，使所述微型半导体制冷片上电进行老化测试。

10.一种微型半导体制冷片的老化测试方法，其特征在于，包括步骤：

固定待测试的微型半导体制冷片于TEC老化夹具(101)上；

装载TEC老化夹具(101)于TEC夹具组件(150)上；

安装TEC控温平台组件(160)于TEC夹具组件(150)上；

将TEC夹具组件(150)及TEC控温平台组件(160)穿过TEC老化水冷板部件(200)置入TEC下压加电组件(170)下；

控制TEC下压加电组件(170)为所述微型半导体制冷片上电进行老化测试；

控制TEC下压加电组件(170)施压于TEC控温平台组件(160)，以使TEC控温平台组件(160)抵接所述微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；

控制TEC老化水冷板部件(200)以接触方式为TEC控温平台组件(160)进行散热。

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