[发明专利]一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置

说明书

本发明涉及一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置，包括测试主机、测试连接线缆、液冷板、加压装置底座、加压装置支架、加压装置、加压头、一体化热阻测试工装和制冷机，加压装置底座为平板结构，加压装置支架为L型支架；加压装置支架顶部固定加压装置，加压装置与加压装置底座垂直安装，通过加压头对待测器件提供压力，保证器件与一体化热阻测试工装散热表面紧密接触；加压头与待测器件不发生热交换；测试连接线缆为待测器件提供加热功率输出，采集待测器件温度敏感参数，并传给测试主机。本发明具有重复测量一致性好、测量精度高的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置，属于半导体测试技术。

背景技术

热阻是一个物理学概念，指的是热流(功率)流过导热体时所受到的阻力(会在导热体上产生温差)。热阻的倒数就是热导，通俗地讲，物体导热性能好就是热阻小。对于半导体器件来讲，在工作的时候要施加一定的功率(特别是功率器件)，这一功率的绝大部分被转换为热量，并导致器件芯片的温升。芯片上的热量通过芯片烧结材料传递到外壳，并进一步传递到周围的空气环境。

目前国内外针对底部带有电极的功率模块/器件结壳热阻测量采用多块金属板组成测工装，金属板之间电气绝缘，在待测器件底部金属板内埋置热电偶，容易造成器件散热热场不连续，器件底部温度分布不均匀，固定埋置热电偶与器件底部接触不良，造成温度测量偏差；金属板与器件电极接触电阻较大，器件结温测试存在误差，从而导致器件/模块热阻测量误差较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明通过采用带用伸缩电极和伸缩热电偶的一体化工装，可测量底部带电极的功率模块/器件结壳热阻，解决了待测器件底部散热面温度分布不均匀、固定热电偶引入接触热阻及接触电阻造成测试误差大的问题，具有重复测量一致性好、测量精度高的优点。

本发明解决技术的方案是：

一种基于静态测量法的功率模块热阻测试装置，包括测试主机、测试连接线缆、液冷板、加压装置底座、加压装置支架、加压装置、加压头、一体化热阻测试工装和制冷机，

加压装置底座为平板结构，加压装置支架为L型支架；加压装置支架顶部固定加压装置，加压装置与加压装置底座垂直安装，通过加压头对待测器件提供压力，保证器件与一体化热阻测试工装散热表面紧密接触；加压头与待测器件不发生热交换；

测试连接线缆为待测器件提供加热功率输出，采集待测器件温度敏感参数，并传给测试主机；

制冷机为可控温制冷设备，将冷却液控制在规定温度，通过冷却液进出管道流入到液冷板，对液冷板温度进行控制；

液冷板内部加工液冷换热槽道，并设置有液冷进出接口。

进一步的，制冷机可将冷却液温度控制在15℃～200℃之间，以满足不同测试器件的需求。

进一步的，一体化热阻测试工装包括电极伸缩装置、温度传感器、散热块和电极接口，

散热块为正方形，为一体化热阻测试工装的支持结构，为待测器件提供散热路径，作为待测器件一个电极的供电和测量通道；

电极伸缩装置与电极接口安装在散热块内部，电极伸缩装置从散热块上表面露出，电极接口从散热块侧面引出，与测试连接线缆连通，为待测器件电极提供电流、接收测量信号；

温度传感器安装在散热块内部，从散热块上表面露出，用于待测器件壳温测量。

进一步的，温度传感器包括K型热电偶、热电偶固定环、弹簧和弹簧固定片，散热块内部根据热电偶直径、热电偶固定环直径、弹簧固定片直径开不同直径的圆柱，保证零件能安装到散热块内部。

进一步的，K型热电偶其端头为熔化连接，直径小于0.8mm。