CN220525709U - 一种用于表面贴装式mosfet的结壳热阻测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及转向系统技术领域，具体地说是一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置。一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，包括热沉、PCB板、气压压块，其特征在于：热沉的上方设有PCB板，PCB板的上方设有芯片测试座，芯片测试座的上方设有气压压块；所述的芯片测试座包括底座、浮块，底座上设有浮块，位于浮块的中央设有方形凹槽，方形凹槽的中央设有芯片导向槽，芯片导向槽内设有金属Pin针。同现有技术相比，提供一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，将MOSFET与热阻测试仪连接，通过给被测器件施加指定功率后PN结两端的电压变化作为器件的散热判据。
Description
技术领域
本实用新型涉及转向系统技术领域，具体地说是一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置。
背景技术
芯片的热特性是可靠性设计中的重要指标之一，为确保器件的使用可靠性，其结构设计时要充分考虑器件的散热性能。热阻就是反映热特性差异的重要参数，代表热量在其散热路径上受到的阻力，其值定义为散热路径上两端的温度差与热源功率之间的比值。芯片在工作过程中的散热路径有三条，分别是封装顶部到空气，封装底部到电路板，封装引脚到电路板，而我们在设计中更关注的是器件本体的热阻，即热源结到封装外壳间的热阻。
目前常用的测试方法是采用贴片的方式，将MOSFET的Pin脚焊接在PCB板上来施加电压和测试。按照AEC-Q101标准热阻测试的器件数量为10颗，也就是同样需要10块PCB板匹配相应的器件，在测试完成后全部报废。更重要的是针对小型MOSFET引脚自行焊接的可行性极差，还需要找专业的贴片厂进行回流焊贴片，效率极低。另外将MOSFET与PCB板绑定在一起，当遇到测试差异时无法锁定问题在器件本身还是PCB板的影响，对失效分析造成干扰。
发明内容
本实用新型为克服现有技术的不足，提供一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，将MOSFET与热阻测试仪连接，通过给被测器件施加指定功率后PN结两端的电压变化作为器件的散热判据。
为实现上述目的，设计一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，包括热沉、PCB板、气压压块，其特征在于：热沉的上方设有PCB板，PCB板的上方设有芯片测试座，芯片测试座的上方设有气压压块；所述的芯片测试座包括底座、浮块，底座上设有浮块，位于浮块的中央设有方形凹槽，方形凹槽的中央设有芯片导向槽，芯片导向槽内设有金属Pin针。
所述的底座为矩形结构，底座的四周通过螺栓贯穿PCB板与热沉连接。
位于热沉的中央设有凸台，所述的凸台从下至上分别贯穿PCB板、底座及浮块并位于芯片导向槽内。
所述的芯片导向槽内的金属Pin针的一端贯穿浮块及底座与PCB板连接。
所述的热沉的四周分别设有螺纹孔。
所述的PCB板为矩形面板结构，位于PCB板上的一侧连接方型插槽，位于PCB板上的另一侧连接两个梯形凸台，其中一个梯形凸台的一侧连接圆型插槽。
所述的气压压块采用隔热不导电材料，并且气压压块为T型模块结构，气压压块的下部与芯片测试座的方形凹槽相配合。
本实用新型同现有技术相比，提供一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，将MOSFET与热阻测试仪连接，通过给被测器件施加指定功率后PN结两端的电压变化作为器件的散热判据。
本实用新型结构简单，不需要对芯片进行回流焊贴片，同时避免将芯片焊接在PCB上导致器件损坏；试验样件可重复利用，提高测试效率的同时也节省了材料资源；更有利于器件的失效分析，当测试结果不同时可以选择更换测试座和芯片来锁定问题点。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型结构爆炸图。
实施方式
下面根据附图对本实用新型做进一步的说明。
如图1，图2所示，热沉1的上方设有PCB板4，PCB板4的上方设有芯片测试座5，芯片测试座5的上方设有气压压块7；所述的芯片测试座5包括底座、浮块，底座51上设有浮块52，位于浮块52的中央设有方形凹槽54，方形凹槽54的中央设有芯片导向槽53，芯片导向槽53内设有金属Pin针。
底座51为矩形结构，底座51的四周通过螺栓贯穿PCB板4与热沉1连接。
位于热沉1的中央设有凸台2，所述的凸台2从下至上分别贯穿PCB板4、底座51及浮块52并位于芯片导向槽53内。
芯片导向槽53内的金属Pin针的一端贯穿浮块52及底座51与PCB板4连接。
热沉1的四周分别设有螺纹孔3。
PCB板4为矩形面板结构，位于PCB板4上的一侧连接方型插槽41，位于PCB板4上的另一侧连接两个梯形凸台43，其中一个梯形凸台43的一侧连接圆型插槽42。
气压压块7采用隔热不导电材料，并且气压压块7为T型模块结构，气压压块7的下部与芯片测试座5的方形凹槽54相配合。
对于双面散热MOSFET而言，底部散热和顶部散热均可使用，只需要将芯片6翻转180度即可。
操作时，将铜板材质的热沉1通过螺纹孔3锁附在设备平台上，平台内部有循环流动的硅油来辅助散热。将PCB板4和芯片测试座5穿过凸台2，利用螺栓将PCB板4和芯片测试座5固定在热沉1上。芯片测试座5上的芯片导向槽53内有金属Pin针分别对应MOSFET的设计管脚，将金属Pin针下端焊接在PCB板4上利用PCB板4上的走线将MOSFET的栅极（G）、漏极（D）和源极（S）引出，通过方型插槽41或者圆型插槽42与电源和测试机连接来实现供电和测试功能。
MOSFET内部有寄生体二极管，它的压降与温度成反比，利用外部电源给二极管施加一定电流加热，随后切断电源测试降温过程中二极管正向SD的压降。试验时将芯片6放置在浮块52上的芯片导向槽53内，通过上方的气压压块7下压芯片6使得芯片管脚与金属Pin针接触良好，更重要的是将芯片6底部散热的壳与凸台2接触紧密来达到更好的散热效果。芯片6上方的气压压块7采用绝缘且隔热效果好的材料，避免测试双面散热MOSFET时接触短路以及结温向上散热。
试验完成后在凸台2上均匀涂敷一层硅脂，再将芯片6置于上方进行测试，通过两次试验结-壳-热沉和结-壳-硅脂-热沉散热路径的不同来计算结壳热阻。
Claims (7)
1.一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，包括热沉、PCB板、气压压块，其特征在于：热沉（1）的上方设有PCB板（4），PCB板（4）的上方设有芯片测试座（5），芯片测试座（5）的上方设有气压压块（7）；所述的芯片测试座（5）包括底座、浮块，底座（51）上设有浮块（52），位于浮块（52）的中央设有方形凹槽（54），方形凹槽（54）的中央设有芯片导向槽（53），芯片导向槽（53）内设有金属Pin针。
2.根据权利要求1所述的一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，其特征在于：所述的底座（51）为矩形结构，底座（51）的四周通过螺栓贯穿PCB板（4）与热沉（1）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，其特征在于：位于热沉（1）的中央设有凸台（2），所述的凸台（2）从下至上分别贯穿PCB板（4）、底座（51）及浮块（52）并位于芯片导向槽（53）内。
4.根据权利要求1或3所述的一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，其特征在于：所述的芯片导向槽（53）内的金属Pin针的一端贯穿浮块（52）及底座（51）与PCB板（4）连接。
5.根据权利要求1或3所述的一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，其特征在于：所述的热沉（1）的四周分别设有螺纹孔（3）。
6.根据权利要求1所述的一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，其特征在于：所述的PCB板（4）为矩形面板结构，位于PCB板（4）上的一侧连接方型插槽（41），位于PCB板（4）上的另一侧连接两个梯形凸台（43），其中一个梯形凸台（43）的一侧连接圆型插槽（42）。
7.根据权利要求1所述的一种用于表面贴装式MOSFET的结壳热阻测试装置，其特征在于：所述的气压压块（7）采用隔热不导电材料，并且气压压块（7）为T型模块结构，气压压块（7）的下部与芯片测试座（5）的方形凹槽（54）相配合。
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