CN219777549U - 一种半导体制冷片性能检测装置 - Google Patents
一种半导体制冷片性能检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219777549U CN219777549U CN202321296108.0U CN202321296108U CN219777549U CN 219777549 U CN219777549 U CN 219777549U CN 202321296108 U CN202321296108 U CN 202321296108U CN 219777549 U CN219777549 U CN 219777549U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressing block
- semiconductor refrigeration
- heat dissipation
- temperature sensor
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 claims 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本实用新型的一种半导体制冷片性能检测装置，包括：检测机构，包括压块与散热板，中间夹持有半导体制冷片，其中压块与半导体制冷片冷端接触，散热板与半导体制冷片热端接触；压块温度传感器，设置于压块上，与半导体制冷片冷端接触；散热板温度传感器，设置于散热板上；环境温度传感器，独立设置于检测环境中；电控机构，与半导体制冷片、压块温度传感器、散热板温度传感器及环境温度传感器电连接。半导体制冷片上电后，分别测量其热端温度、冷端温度以及环境温度，再根据温度信息进行判断，即可检测待测半导体制冷片的性能。且压块和散热板的设计能够定位半导体制冷片并实现更好的热传导，提高了检测的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制冷片检测领域，特别涉及一种半导体制冷片性能检测装置。
背景技术
一直以来，半导体制冷器（Thermal Electrical Cooler，TEC）广泛应用于高精度光电探测仪器设备领域，半导体制冷或加热是利用半导体材料的珀尔帖效应，将两种不同半导体材料串联成电偶，当直流电流通过两种不同半导体材料串联的电偶时，在电偶的两端分别吸热和放热，从而形成对负载的制冷或加热，对提高仪器设备性能以及拓展仪器设备使用环境有着显著的推动作用。尤其对于某些需要制冷至-100℃的场合，TEC制冷性能的精确测量能够决定TEC制冷方案的可行性，进而避免了采用不恰当的制冷方案、器件以及散热方案所导致的成本和资源的浪费。现有技术中，大多是在真空环境下，通过控制TEC热端的温度，不断调节输入TEC的电压，测量TEC冷端的温度，最终得到一组温差、吸热量以及供电电压的曲线图从而判断TEC的降温性能是否合格。
中国专利CN209570539U中公开了一种制冷片检测装置，包括∶空气开关、直流稳压电源、可调直流稳压恒流电源、连接端子、风扇、导热片、加热片、散热片、热电偶和热电偶温度计；空气开关连接直流稳压电源输入端，直流稳压电源输出端连接可调直流稳压恒流电源输入端，可调直流稳压恒流电源输出端连接端子输入端，连接端子输出端连接风扇和加热片，热电偶与热电偶温度计连接，导热片位于加热片和散热片基底之间，风扇位于散热片的散热端。是本实用新型最接近的现有技术，但该专利中只设计了一个热电偶温度计对电偶处的温度进行检测，可靠性较低；另外该专利设计的制冷片的放置平台只能简单固定制冷片，不能实现对制冷片的准确定位，造成测量误差较大。
综上所述，现有技术缺点如下：
（1）测量系统复杂，平台搭建比较麻烦；
（2）测量可靠性较低，误差大。
实用新型内容
本实用新型提出的一种半导体制冷片性能检测装置，可至少解决上述技术问题之一。
为实现上述目的，本实用新型提出了以下技术方案：
一种半导体制冷片性能检测装置，包括：
检测机构，包括压块与散热板，用于将待测的半导体制冷片固定在所述压块与所述散热板之间；所述半导体制冷片的冷端、热端分别与所述压块、所述散热板接触，用于模拟所述半导体制冷片的工作环境；
压块温度传感器，安装在与所述半导体制冷片接触的压块面上，用于测量所述半导体制冷片冷端的温度以及压块的温度；
散热板温度传感器，安装在与所述半导体制冷片热端接触的散热板面上，用于测量所述散热板的温度；
环境温度传感器，设置在所述检测机构外侧，用于测量装置所处环境的温度。
进一步地，所述压块与散热板中间安装有若干导杆，所述导杆一端与散热板固定连接，一端穿过压块上的通孔，使压块能在导杆上移动；导杆穿过压块的一端与压块之间安装有弹性元件，使压块压紧位于压块和散热板之间的半导体制冷片。
进一步地，所述压块包括固定连接的金属压块和隔热板，所述隔热板防止所述半导体制冷片工作时冷端与外界进行热交换，所述压块温度传感器设置于所述隔热板上，与半导体制冷片冷端接触。
进一步地，所述散热板与半导体制冷片接触的一端设有放置半导体制冷片的凹槽，所述凹槽内设置有位于半导体制冷片两端的限位块。
进一步地，所述散热板不与半导体制冷片接触的一面设置有散热翅片，所述散热翅片上还设置有散热风扇。
进一步地，还包括：
电控机构，用于所述半导体制冷片、所述压块温度传感器、所述散热风扇、所述散热板温度传感器及所述环境温度传感器的供电控制；
所述电控机构包括：
控制主板，与压块温度传感器、散热板温度传感器及环境温度传感器电连接；
显示屏，与控制主板电连接；
电源，通过控制主板和连接端子分别为半导体制冷片和散热风扇供电。
进一步地，所述半导体制冷片的冷端和热端均设置有导热垫。
进一步地，还包括：
平台，所述平台上安装有多个检测机构，多个检测机构与同一个电控机构电连接；所述平台与每个检测机构的散热板固定连接，所述电控机构与所述环境温度传感器设置于所述平台上。
进一步地，所述多个检测机构排成一列安装于所述平台上；所述平台上还设有一C形固定杆，所述固定杆位于每个检测机构的压块上方，用于提供拉起压块时的支撑点；
每个检测机构的压块均与一活动拉杆固定连接，所述活动拉杆与所述固定杆之间的距离大于所述半导体制冷片的厚度，以使拉起压块后半导体制冷片能够放入压块与散热板之间。
进一步地，所述平台与每个检测机构的散热板固定连接，包括：所述散热板上设置有若干金属柱，所述金属柱两端分别和所述散热板和所述平台固定连接；
所述每个检测机构的压块均与一活动拉杆固定连接，包括：所述压块通过可调节螺栓与所述活动拉杆固定连接。
本实用新型的有益效果如下：
（1）设计了多个温度传感器，能够对TEC工作时不同位置的温度进行测量，测量结果更加可靠；
（2）设计检测机构，能够定位TEC并实现更好的热传导，检测结果误差小；
（3）可实现多个TEC的检测，更加适应大批量的生产检测过程。
附图说明
图1本实用新型整体结构示意图；
图2是本实用电控机构示意图；
图3是本实用新型压块温度传感器安装位置示意图。
图中：1-定制螺栓；2-活动拉杆；3-固定杆；4-导杆；5-弹簧；6-金属压块；7-散热板温度传感器；8-散热板；9-隔热板；10-半导体制冷片；11-散热风扇；12-导热垫；13-限位块；14-平台；15-铜柱；16-连接端子；17-控制主板；18-显示屏；19-环境温度传感器；20-空气开关；21-电源；22-压块温度传感器；23-固定螺母。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实施例中提供了一种半导体制冷片生产检测的装置，如图1至图3所示，其中，平台14上设置有4个检测机构，4个检测机构互相独立防止相互产生影响，由于在进行半导体制冷片检测时，需要不断地进行升温与降温的循环，消耗时间较长，单独的一个检测机构不利于批量检测，故在一个平台14上设置多个检测机构，能够同时对多个半导体制冷片10进行检测，有利于批量检测。
检测机构主体包括散热板8、金属压块6和隔热板9，隔热板9为隔热材料制作，保证待测半导体制冷片10的冷端不和外界进行热量交换，从而保证测量结果的准确性和可靠性。金属压块6和隔热板9组成压块，压块和散热板8中间夹持的有待检测的半导体制冷片10。其中，压块的隔热板9与半导体制冷片10的冷端接触，散热板8与半导体制冷片10的热端接触。上述的检测机构模拟了半导体制冷片用于各种工业产品的散热时的应用场景。散热板8下方设置有散热片，散热片外还加装有散热风扇11，能够及时地进行散热，更好地模拟半导体制冷片10的使用场景。
散热板温度传感器7固定在散热板8上，用于测量散热板8的温度；压块温度传感器22安装在隔热板9上，且与半导体制冷片10冷端接触，由于其在检测时位于半导体制冷片10冷端与隔热板9之间，故可以同时测量半导体制冷片10冷端温度和隔热板9的温度。环境温度传感器19设置于平台14上，且不靠近检测机构，独立地测量当前检测环境的温度。
压块和散热板8中间夹持有半导体制冷片10，压块和散热板8通过导杆-弹簧系统来形成夹持结构，其中散热板8上设置有四根导杆4，导杆4穿过压块上的通孔，使压块能在导杆4上移动；导杆4穿过压块的一端与压块之间设置有弹簧5，导杆4末端通过固定螺母23固定弹簧5的位置，在弹簧5的弹力和压块的自身重力作用下，压块能够很好地压紧位于压块和散热板8之间的半导体制冷片10。
散热板8与半导体制冷片10接触的一端设有用于放置半导体制冷片10的凹槽，限位块13固定在散热板8的凹槽内，位于待测半导体制冷片10的两侧，通过限位块13的高度选择，可以实现对压块下压量的调节，防止待测半导体制冷片10受力过大而损坏。
四个独立的检测机构通过铜柱15固定在平台14上，平台14上还安装有一个C形固定杆3，位于每个检测机构的上方，作为拉起压块时的受力支撑。每个检测机构的压块均与活动拉杆2固定连接，具体是活动拉杆2与金属压块6之间通过定制螺栓1固定连接，通过活动拉杆2可以同时拉起四个压块，并进行半导体制冷片10的更换操作。定制螺栓1的高度1可调节，活动拉杆2与固定杆3之间的距离大于半导体制冷片10的厚度，确保拉起压块后，半导体制冷片10能够放入压块和散热板8之间。
半导体制冷片10冷热端分别粘贴导热垫12，热端导热垫12可以保证半导体制冷片10热端与散热板8接触良好，并防止散热板8长时间工作而损坏，冷端导热垫12可以让压块温度传感器22准确测量半导体制冷片10冷端的温度。半导体制冷片10工作时热端温度较高，在压块的作用下，半导体制冷片10热端通过导热垫12和散热板8充分接触，通过散热风扇11可以有效对半导体制冷片10热端进行散热。
电控机构分别与半导体制冷片10、压块温度传感器22、散热板温度传感器7及环境温度传感器19电连接，电控机构包括控制主板17、显示屏18、环境温度传感器19、空气开关20、电源21。空气开关20固定在平台14上；电源21为可调直流稳压恒流电源，通过控制主板17以及连接端子16分流后分别为散热风扇11和半导体制冷片10供电，显示屏18集成在控制主板17上，显示待测半导体制冷片10的测量结果，检测合格则显示OK，检测不合格则显示NG。
利用本实用新型的半导体制冷片性能检测装置进行检测的过程如下：
待测半导体制冷片10两端安装导热垫12。
拉起活动拉杆2，使压块上抬，将带有导热垫12的半导体制冷片10放入压块与散热板8之间，具体位置是散热板8上的凹槽内，两个限位块13中间。
待测半导体制冷片10未上电之前，环境温度传感器19测量环境温度，散热板温度传感器7测量散热板8温度，压块温度传感器22测量半导体制冷片10冷端起始温度以及隔热板9的温度，电控机构接收上述的测量信息后进行判断，确保环境温度、散热板8的温度、半导体制冷片10冷端起始温度以及隔热板9的温度四者相同后再对半导体制冷片10供电。
半导体制冷片10通电，同时开启散热风扇11，压块温度传感器22测量半导体制冷片10冷端温度，多次测量直到半导体制冷片10冷端温度保持稳定，电控机构根据此时环境温度、散热板8的温度、半导体制冷片10冷端起始温度以及隔热板9的温度检测待测半导体制冷片10是否合格。在本实施例中，电控机构计算半导体制冷片10冷端温度是否在预设的冷端温度合格范围内，以及计算半导体制冷片10冷端温度与环境温度的差值是否在预设的温差合格范围内，若均在合格范围内，则显示屏18显示OK，检测合格；否则显示NG，检测不合格。
以上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。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，包括：
检测机构，包括压块与散热板，用于将待测的半导体制冷片固定在所述压块与所述散热板之间；所述半导体制冷片的冷端、热端分别与所述压块、所述散热板接触，用于模拟所述半导体制冷片的工作环境；
压块温度传感器，安装在与所述半导体制冷片接触的压块面上，用于测量所述半导体制冷片冷端的温度以及压块的温度；
散热板温度传感器，安装在与所述半导体制冷片热端接触的散热板面上，用于测量所述散热板的温度；
环境温度传感器，设置在所述检测机构外侧，用于测量装置所处环境的温度。
2.根据权利要求1所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述压块与散热板中间安装有若干导杆，所述导杆一端与散热板固定连接，一端穿过压块上的通孔，使压块能在导杆上移动；导杆穿过压块的一端与压块之间安装有弹性元件，使压块压紧位于压块和散热板之间的半导体制冷片。
3.根据权利要求2所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述压块包括固定连接的金属压块和隔热板，所述隔热板防止所述半导体制冷片工作时冷端与外界进行热交换，所述压块温度传感器设置于所述隔热板上，与半导体制冷片冷端接触。
4.根据权利要求1所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述散热板与半导体制冷片接触的一端设有放置半导体制冷片的凹槽，所述凹槽内设置有位于半导体制冷片两端的限位块。
5.根据权利要求1所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述散热板不与半导体制冷片接触的一面设置有散热翅片，所述散热翅片上还设置有散热风扇。
6.根据权利要求5所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，还包括：
电控机构，用于所述半导体制冷片、所述压块温度传感器、所述散热风扇、所述散热板温度传感器及所述环境温度传感器的供电控制；
所述电控机构包括：
控制主板，与压块温度传感器、散热板温度传感器及环境温度传感器电连接；
显示屏，与控制主板电连接；
电源，通过控制主板和连接端子分别为半导体制冷片和散热风扇供电。
7.根据权利要求1所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述半导体制冷片的冷端和热端均设置有导热垫。
8.根据权利要求1所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，还包括：
平台，所述平台上安装有多个检测机构，多个检测机构与同一个电控机构电连接；所述平台与每个检测机构的散热板固定连接，所述电控机构与所述环境温度传感器设置于所述平台上。
9.根据权利要求8所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述多个检测机构排成一列安装于所述平台上；所述平台上还设有一C形固定杆，所述固定杆位于每个检测机构的压块上方，用于提供拉起压块时的支撑点；
每个检测机构的压块均与一活动拉杆固定连接，所述活动拉杆与所述固定杆之间的距离大于所述半导体制冷片的厚度，以使拉起压块后半导体制冷片能够放入压块与散热板之间。
10.根据权利要求9所述的半导体制冷片性能检测装置，其特征在于，所述平台与每个检测机构的散热板固定连接，包括：所述散热板上设置有若干金属柱，所述金属柱两端分别和所述散热板和所述平台固定连接；
所述每个检测机构的压块均与一活动拉杆固定连接，包括：所述压块通过可调节螺栓与所述活动拉杆固定连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321296108.0U CN219777549U (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 一种半导体制冷片性能检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321296108.0U CN219777549U (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 一种半导体制冷片性能检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219777549U true CN219777549U (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88102529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321296108.0U Active CN219777549U (zh) | 2023-05-26 | 2023-05-26 | 一种半导体制冷片性能检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219777549U (zh) |
-
2023
- 2023-05-26 CN CN202321296108.0U patent/CN219777549U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100578206C (zh) | 一种导热材料热阻测试方法及测试夹具 | |
| CN107607849B (zh) | 热电器件发电性能测试装置及方法 | |
| CN110673015B (zh) | 模拟芯片发热功率及表面温度的测试方法 | |
| CN111124004B (zh) | 测试板、测试架及高加速应力测试的温差控制系统及方法 | |
| CN102099669A (zh) | 可控制结露量的环境试验装置及其控制方法 | |
| CN113805037A (zh) | 温差发电芯片的测试装置及测试方法 | |
| CN219777549U (zh) | 一种半导体制冷片性能检测装置 | |
| EP3757559B1 (en) | Substrate evaluation chip and substrate evaluation device | |
| JP2014130898A (ja) | 電子デバイス用試験装置及び試験方法 | |
| CN109473744B (zh) | 一种电池液冷试验装置 | |
| CN217278628U (zh) | 一种tcr测试夹具 | |
| CN217901039U (zh) | 一种测温装置及测温系统 | |
| JP3442818B2 (ja) | 電子部品の環境試験装置 | |
| JPH11148961A (ja) | パワー半導体モジュールの試験用温度測定装置 | |
| CN104048992A (zh) | 热耦合效应下半导体器件底壳到空气的热阻测量装置 | |
| Hu et al. | Experimental investigation on two-stage thermoelectric cooling system adopted in isoelectric focusing | |
| CN219065346U (zh) | 一种散热性能测试装置 | |
| CN110887862A (zh) | 一种快速导热性能测试装置及其测试方法 | |
| CN113740628A (zh) | 老化测试设备及其加热组件 | |
| CN220399576U (zh) | 加热测试装置 | |
| CN218956726U (zh) | 一种焊点热迁移试验设备及其试样承载结构 | |
| KR20190010705A (ko) | 초박형 열 시트의 열전도도 측정 장치 및 방법 | |
| CN220855535U (zh) | 一种用于模拟传感器环境温度的装置 | |
| CN113720874B (zh) | 一种基于焊锡热导率测试的微波产品热仿真方法 | |
| CN208547690U (zh) | 一种抗辐照vdmos管单粒子性能测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |