CN213041948U - Dip封装功率器件的热阻测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，由散热基板和电极引出组件组成；所述散热基板上设置有与各DIP封装功率器件尺寸相匹配的多个测试工位，所述测试工位侧壁粘贴有绝缘层；所述电极引出组件包括电极插座和电极引出端，所述电极插座通过电线与所述电极引出端连接；所述电极插座插入各组测试工位中，所述电极引出端与外置电阻测试仪连接。本实用新型提供的DIP封装功率器件的热阻测试装置通过散热基板对被测器件散热引出端的压紧接触，满足了热量沿一维方向向下传导的要求，可准确地测试出DIP封装半导体器件的结壳热阻值，对于优化器件封装设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体器件测试技术领域，特别涉及一种DIP 封装功率器件的热阻测试装置。
背景技术
半导体功率器件是电子产品的基础元器件之一，在电力电子行业有着广泛的应用。随着技术发展，器件功率提高以及封装尺寸变小，对器件的散热性能提出了更严格的考验。衡量器件散热能力的一个重要的量化指标就是热阻。热阻也是电子封装重要的技术指标和特性，是热分析中常用的评价参数。
热阻值对器件的生产、使用、可靠性方面都有重要的意义。生产方面：在产品手册中提供器件热阻值指导用户使用；可以对器件封装的散热情况进行评估，通过选择封装类型、粘接材料、封装工艺等生产最优热性能结构的产品。使用方面：通过热阻值，可以快速预测工作结温并进行热可靠性设计；可以通过热阻测试比较不同生产厂或者不同封装器件的热性能；可以将热阻值作为模型的输入参数进行热学仿真。在可靠性方面：通过热阻确定器件结温制定电老练的工作条件；对由热性能引发的失效分析进行判定，发现封装工艺、封装材料中的问题并进行改进；对热特性进行评估，进行可靠性预测和设计，提高元器件平均工作寿命。
热阻测试需要在对被测器件施加功率时，管壳达到良好的散热条件，即芯片所在的管壳底部需接触金属散热块，将热量通过金属散热块传导到可控温散热平台上。
DIP(Dual In-line Package，双列直插封装)作为集成电路比较常用的封装类型，其管壳结构如图1所示。在测试DIP封装半导体器件结壳热阻时，需要通过对器件管脚施加功率，同时还要满足热量沿一维方向从芯片向芯片下面的管壳底部传导至可控温散热平台上。常规的测试夹具只能满足管脚的电气连接，无法在测试的同时使器件壳体接触在金属散热面上。DIP封装的结构特点为热阻测试带来较大难度，需要针对封装结构进行测试装置的设计。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种DIP封装功率器件的热阻测试装置，以解决现有F型封装功率半导体器件热阻测试问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种 DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，由散热基板和电极引出组件组成；所述散热基板上设置有与各DIP封装功率器件尺寸相匹配的多个测试工位，所述测试工位侧壁粘贴有绝缘层；所述电极引出组件包括电极插座和电极引出端，所述电极插座通过电线与所述电极引出端连接；所述电极插座插入各组测试工位中，所述电极引出端与外置电阻测试仪连接；
将待测DIP封装功率器件放入与其尺寸相对应的测试工位中并通过外部压力装置压紧；控制所述热阻测试装置对待测DIP封装功率器件施加功率，采集待测器件管壳底部温度，显示并保存在所述热阻测试装置中
进一步的，还包括热电偶组件；所述待测器件管壳底部通过所述热电偶组件与所述热阻测试装置连接。
进一步的，所述热电偶组件包括载有热电偶的接线柱和热电偶插头，所述载有热电偶的接线柱通过电线与所述热电偶插头连接；所述载有热电偶的接线柱穿过所述热电偶安装孔与待测器件管壳底部连接，所述热电偶插头连接所述热阻测试装置。
进一步的，其特征在于，所述散热基板部分被挖空，用于走线。
进一步的，基于瞬态双界面法的结壳热阻测试中，散热基板置于可控温散热平台上，待测器件置于无热电偶的测试工位，通过在与待测器件管壳底部涂敷或不涂敷导热硅脂获取两组结构曲线。
进一步的，通过结壳热阻公式测热阻时，散热基板置于可控温散热平台上，待测器件置于有热电偶的测试工位，热电偶采集待测器件管壳底部温度。
进一步的，所述散热基板为铜质。
进一步的，热电偶为K型热电偶。
本实用新型提供的DIP封装功率器件的热阻测试装置通过散热基板对被测器件散热引出端的压紧接触，满足了热量沿一维方向向下传导的要求，可准确地测试出DIP封装半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化器件封装设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
附图说明
下面结合附图对实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型实施例提供的DIP封装管壳结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的热阻测试装置的分解结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的热阻测试装置的整体结构示意图(三维图)；
图4为本实用新型实施例提供的热阻测试装置的应用实例示意图；
附图中数字标记:
绝缘层1；
铜散热基板2；
待测器件管脚插孔3；
管脚引出线插头4；
热电偶插头5；
热电偶及弹簧下压式接线柱6；
热电偶孔7；
铜散热基板上条形槽8；
宽度5mm测试工位9；
宽度10mm测试工位10；
宽度15mm测试工位11；
宽度20mm测试工位12。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的DIP封装功率器件的热阻测试装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型的核心思想在于，本实用新型提供的DIP封装功率器件的热阻测试装置通过散热基板对被测器件散热引出端的压紧接触，满足了热量沿一维方向向下传导的要求，可准确地测试出DIP封装半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化器件封装设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
热阻测试基于两种方法。方法1：通过结壳热阻公式
进行计算得到热阻值，其中管壳温度Tc通过热电偶进行测试。方法 2：基于瞬态双界面法的结壳热阻测试方法(JEDEC51-14)，管壳底部分别涂导热硅脂和不涂导热硅脂得到两组结构曲线，曲线的分离点为结壳热阻值。
参见图2，本实用新型提供的DIP封装热阻测试装置适用两种测试方法。该热阻测试装置包含铜散热基板、4种尺寸测试工位、绝缘层、电极引出端及插头、热电偶及插头几个模块。
待测DIP器件根据两排管脚间距插入对应的工位，使器件底部管壳接触铜散热基板。使用测试方法1时，器件放置在有热电偶的位置进行测试；使用测试方法2时，器件放置在无热电偶的位置进行测试。器件管脚插入测试引出线的插头中，实现电气连接。
铜散热基板下方有空槽，管脚引出线与热电偶的引出线从空槽引出，通过引出端与热阻测试装置连接。
参照图4，在使用本实用新型提供的热阻测试装置时，待测器件根据尺寸放入对应测试工位，由外部压力装置将器件压紧在测试装置上。铜散热基板放置在可控温散热平台上。将热电偶插头与引出线插头与热阻测试装置进行连接，控制热阻测试装置对被测器件施加功率并采样芯片内部温敏二极管正向电压数据，通过热电偶监测器件管壳底部温度，进行测试，测试结果将显示并保存在热阻测试装置上。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，由散热基板和电极引出组件组成；所述散热基板上设置有与各DIP封装功率器件尺寸相匹配的多个测试工位，所述测试工位侧壁粘贴有绝缘层；所述电极引出组件包括电极插座和电极引出端，所述电极插座通过电线与所述电极引出端连接；所述电极插座插入各组测试工位中，所述电极引出端与外置电阻测试仪连接；
将待测DIP封装功率器件放入与其尺寸相对应的测试工位中并通过外部压力装置压紧；控制所述热阻测试装置对待测DIP封装功率器件施加功率，采集待测器件管壳底部温度，显示并保存在所述热阻测试装置中。
2.如权利要求1所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，还包括热电偶组件；所述待测器件管壳底部通过所述热电偶组件与所述热阻测试装置连接。
3.如权利要求2所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，所述热电偶组件包括载有热电偶的接线柱和热电偶插头，所述载有热电偶的接线柱通过电线与所述热电偶插头连接；所述载有热电偶的接线柱穿过所述热电偶安装孔与待测器件管壳底部连接，所述热电偶插头连接所述热阻测试装置。
4.如权利要求1到3中任一项所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，所述散热基板部分被挖空，用于走线。
5.如权利要求1所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，基于瞬态双界面法的结壳热阻测试中，散热基板置于可控温散热平台上，待测器件置于无热电偶的测试工位，通过在与待测器件管壳底部涂敷或不涂敷导热硅脂获取两组结构曲线。
6.如权利要求3所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，通过结壳热阻公式测热阻时，散热基板置于可控温散热平台上，待测器件置于有热电偶的测试工位，热电偶采集待测器件管壳底部温度。
7.如权利要求1所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，所述散热基板为铜质。
8.如权利要求1所述的DIP封装功率器件的热阻测试装置，其特征在于，热电偶为K型热电偶。
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| CN202020379892.1U CN213041948U (zh) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Dip封装功率器件的热阻测试装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115372782A (zh) * | 2022-10-27 | 2022-11-22 | 英诺赛科(苏州)半导体有限公司 | 一种测试系统及半导体测试方法 |
| CN117434415A (zh) * | 2023-12-20 | 2024-01-23 | 富芯微电子有限公司 | 一种半导体器件热阻测量设备 |
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| CN115372782B (zh) * | 2022-10-27 | 2023-12-05 | 英诺赛科(苏州)半导体有限公司 | 一种测试系统及半导体测试方法 |
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