一種to-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種TO-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，屬于半導(dǎo)體器件測試【技術(shù)領(lǐng)域】。所述裝置包括散熱基板、TO-39封裝平板夾具、耐高溫絕緣玻璃管、熱偶和熱偶插座；散熱基板邊緣開設(shè)有導(dǎo)線引出孔；平板夾具的中心嵌有熱偶、邊緣安裝有熱偶插座，熱偶與熱偶插座電連接；熱偶周圍分布有器件引腳插孔，器件引腳插孔內(nèi)壁裝有耐高溫絕緣玻璃管；平板夾具與散熱基板固定連接。本實(shí)用新型的熱阻測試裝置，可科學(xué)、合理、準(zhǔn)確地測試出TO-39封裝功率半導(dǎo)體器件的結(jié)殼熱阻值，這樣不僅能夠?yàn)樵u(píng)估器件的散熱性能提供重要參數(shù)指標(biāo)，而且對(duì)于優(yōu)化功率器件設(shè)計(jì)、提高器件的可靠性和使用壽命都具有重大意義。
【專利說明】 —種T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體功率器件的廣泛應(yīng)用和封裝產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，功率半導(dǎo)體器件日趨朝著大功率、小尺寸、更快速及散熱更好的方向發(fā)展。器件功率的提高以及封裝尺寸的變小對(duì)其散熱性能提出了更嚴(yán)格的考驗(yàn)，散熱能力的好壞直接影響器件的可靠性和使用壽命，而提高散熱性能最重要的途徑是降低產(chǎn)品熱阻。熱阻是表征功率半導(dǎo)體器件封裝散熱能力的一個(gè)基本參量，該參量對(duì)于功率半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)、制造和使用尤為重要。
[0003]Τ0-39 (Transistor Outline，晶體管外形)封裝作為功率器件領(lǐng)域比較常用的封裝類型，其管殼結(jié)構(gòu)如圖1所示。在測試T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件結(jié)殼熱阻時(shí)，需要通過管殼的三個(gè)電極對(duì)器件施加功率，同時(shí)還要使用熱偶監(jiān)測器件芯片下面的管殼底部溫度，此過程要求熱量沿一維方向從芯片向芯片下面的管殼底部傳導(dǎo)。T0-39封裝管殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為器件的熱阻測試帶來了較大難度?，F(xiàn)有技術(shù)中熱阻測試時(shí)一般將器件倒置在可控溫散熱平臺(tái)上，用熱偶監(jiān)測管殼底部溫度，同時(shí)將器件引腳與熱阻測試儀相連以對(duì)器件施加功率，進(jìn)而測試器件的結(jié)殼熱阻值。但這一過程的實(shí)現(xiàn)存在以下缺點(diǎn):1)現(xiàn)有測試方法會(huì)導(dǎo)致熱傳導(dǎo)路徑發(fā)生變化，致使熱量從芯片向管殼頂部傳導(dǎo)，從而使熱偶監(jiān)測點(diǎn)不是管殼最高溫度點(diǎn)，測試出的管殼溫度值比實(shí)際溫度值偏低，造成計(jì)算的熱阻值偏高。2)使用熱偶監(jiān)測殼溫時(shí)操作困難，殼溫測試誤差大、精度低，進(jìn)而影響熱阻的測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決現(xiàn)有T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試的操作困難、測試誤差大及測試精度低等問題，本實(shí)用新型提供了一種T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，該裝置包括散熱基板、T0-39封裝平板夾具、耐高溫絕緣玻璃管、熱偶和熱偶插座；所述散熱基板邊緣開設(shè)有導(dǎo)線引出孔；所述平板夾具的中心嵌有所述熱偶、邊緣安裝有所述熱偶插座，所述熱偶與熱偶插座電連接；所述熱偶周圍分布有器件引腳插孔，所述器件引腳插孔內(nèi)壁裝有所述耐高溫絕緣玻璃管；所述平板夾具與所述散熱基板固定連接。
[0005]所述散熱基板為由中空?qǐng)A柱體和實(shí)心矩形柱體上下疊加構(gòu)成的統(tǒng)一體；所述中空?qǐng)A柱體邊緣開設(shè)有導(dǎo)線引出孔；所述中空?qǐng)A柱體頂部沿圓周方向均勻的設(shè)置有第一螺絲孔；所述平板夾具上沿圓周方向均勻的設(shè)置有與所述第一螺絲孔適配的第二螺絲孔；所述中空?qǐng)A柱體通過螺絲與所述平板夾具固定連接。
[0006]所述熱偶線嵌入所述平板夾具內(nèi)部。
[0007]所述熱偶為T型熱偶，所述熱偶插座為T型熱偶插座。
[0008]所述平板夾具為實(shí)心圓柱體。
[0009]本實(shí)用新型的T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，通過散熱基板和平板夾具對(duì)被測功率器件的夾持作用，滿足了熱量沿一維方向向下傳導(dǎo)的假定條件，因此可科學(xué)、合理、準(zhǔn)確地測試出T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件的結(jié)殼熱阻值，這樣不僅能夠?yàn)樵u(píng)估器件的散熱性能提供重要參數(shù)指標(biāo)，而且對(duì)于優(yōu)化功率器件設(shè)計(jì)、提高器件的可靠性和使用壽命都具有重大意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)T0-39封裝管殼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例熱阻測試裝置的平板夾具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例熱阻測試裝置的散熱基板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例熱阻測試裝置的應(yīng)用實(shí)例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0015]熱阻主要反映器件封裝的散熱性能，其主要表達(dá)式如下:
[0016]R =Tj Tc
[0017]其中:Ττ為器件結(jié)溫，Τ。為器件芯片下面的管殼底部溫度，Ph (VhXIh)為加熱功率。在測試的過程中熱阻測試儀為器件提供加熱電壓Vh和加熱電流Ih(加熱功率)，并通過測試器件內(nèi)部二極管正向結(jié)壓降來計(jì)算器件結(jié)溫Tj，同時(shí)使用熱偶來監(jiān)測半導(dǎo)體芯片下面的器件管殼底部溫度T。，然后根據(jù)上述公式來計(jì)算出器件的結(jié)殼熱阻值。
[0018]參見圖2和圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，包括散熱基板、T0-39封裝平板夾具4、耐高溫絕緣玻璃管10、T型熱偶8和T型熱偶插座5 ;散熱基板邊緣開設(shè)有導(dǎo)線引出孔2 ;平板夾具4的中心嵌有T型熱偶8、邊緣安裝有T型熱偶插座5，T型熱偶8和T型熱偶插座5電連接；T型熱偶8周圍分布有3個(gè)器件引腳插孔9，每個(gè)器件引腳插孔9內(nèi)壁裝有耐高溫絕緣玻璃管10，絕緣玻璃管10可以保證器件三個(gè)引腳之間相互絕緣；平板夾具4與散熱基板固定連接。其中，散熱基板為由中空?qǐng)A柱體11和實(shí)心矩形柱體12上下疊加構(gòu)成的統(tǒng)一體；中空?qǐng)A柱體11邊緣開設(shè)有引出導(dǎo)線的導(dǎo)線引出孔2 ;中空?qǐng)A柱體11頂部沿圓周方向均勻的設(shè)置有螺絲孔3 ;Τ型熱偶8通過平板夾具4內(nèi)部嵌入的熱偶線6與T型熱偶插座5電連接；平板夾具4為實(shí)心圓柱體，平板夾具4上沿圓周方向均勻的設(shè)置有與螺絲孔3適配的螺絲孔7。
[0019]參見圖4，在使用本實(shí)施例的熱阻測試裝置時(shí)，首先要保證T型熱偶和T型熱偶插座穩(wěn)定地安裝在平板夾具上，將實(shí)心矩形柱體固定在可控溫散熱平臺(tái)上；然后將被測器件DUT (Device Under Test，被測器件)安裝在平板夾具上，為了保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)在被測器件DUT與平板夾具之間涂一薄層導(dǎo)熱硅脂；使用導(dǎo)線連接器件引腳與熱阻測試儀，并將平板夾具放置在中空?qǐng)A柱體上，使導(dǎo)線穿過導(dǎo)線引出孔；對(duì)準(zhǔn)平板夾具上的螺絲孔與中空?qǐng)A柱體上的螺絲孔，并用螺絲固定；最后將T型熱偶插座與熱阻測試儀進(jìn)行連接，控制熱阻測試儀對(duì)被測器件施加功率，通過T型熱偶監(jiān)測器件管殼底部溫度，利用熱阻測試儀測試T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件結(jié)殼熱阻，測試結(jié)果顯示并保存在熱阻測試儀上。
[0020]在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到提高散熱性能及降低制造成本，中空?qǐng)A柱體、實(shí)心矩形柱體和T0-39封裝平板夾具均由金屬銅制造而成。本實(shí)施例選用的T型熱電偶具有測量精度高、溫度測量范圍寬等特點(diǎn)。
[0021]本實(shí)用新型實(shí)施例的Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，通過散熱基板和平板夾具對(duì)被測功率器件的夾持作用，滿足了熱量沿一維方向向下傳導(dǎo)的假定條件，因此可科學(xué)、合理、準(zhǔn)確地測試出Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件的結(jié)殼熱阻值，這樣不僅能夠?yàn)樵u(píng)估器件的散熱性能提供重要參數(shù)指標(biāo)，而且對(duì)于優(yōu)化功率器件設(shè)計(jì)、提高器件的可靠性和使用壽命都具有重大意義。
[0022]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種T0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，其特征在于，包括散熱基板、Τ0-39封裝平板夾具、耐高溫絕緣玻璃管、熱偶和熱偶插座；所述散熱基板邊緣開設(shè)有導(dǎo)線引出孔；所述平板夾具的中心嵌有所述熱偶、邊緣安裝有所述熱偶插座，所述熱偶與熱偶插座電連接；所述熱偶周圍分布有器件引腳插孔，所述器件引腳插孔內(nèi)壁裝有所述耐高溫絕緣玻璃管；所述平板夾具與所述散熱基板固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，其特征在于，所述散熱基板為由中空?qǐng)A柱體和實(shí)心矩形柱體上下疊加構(gòu)成的統(tǒng)一體；所述中空?qǐng)A柱體邊緣開設(shè)有導(dǎo)線引出孔；所述中空?qǐng)A柱體頂部沿圓周方向均勻的設(shè)置有第一螺絲孔；所述平板夾具上沿圓周方向均勻的設(shè)置有與所述第一螺絲孔適配的第二螺絲孔；所述中空?qǐng)A柱體通過螺絲與所述平板夾具固定連接。
3.如權(quán)利要求1所述的Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，其特征在于，所述熱偶線嵌入所述平板夾具內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1所述的Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，其特征在于，所述熱偶為T型熱偶，所述熱偶插座為T型熱偶插座。
5.如權(quán)利要求1所述的Τ0-39封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測試裝置，其特征在于，所述平板夾具為實(shí)心圓柱體。
【文檔編號(hào)】G01R31/26GK203773017SQ201420107234
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】溫景超, 王立新, 陸江, 韓鄭生, 周宏宇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院微電子研究所