一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件測(cè)試領(lǐng)域，具體講涉及一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè) 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓接式功率器件，如壓接式IGBT(絕緣柵雙極型晶體管），被廣泛用于工業(yè)、信息、 新能源、醫(yī)學(xué)、交通、軍事和航空領(lǐng)域，其具有較高的可靠性，便于串聯(lián)，并且在器件損壞時(shí) 表現(xiàn)出短路失效模式，因此其特別適用于智能電網(wǎng)等高壓大功率領(lǐng)域。
[0003] 半導(dǎo)體器件熱阻是目前衡量半導(dǎo)體器件散熱性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，也是半導(dǎo)體器件最 重要的參數(shù)之一，器件熱阻的大小在很大程度上限制了半導(dǎo)體器件功率密度的提升和結(jié)構(gòu) 的緊湊化。熱阻值的準(zhǔn)確測(cè)量不僅對(duì)于半導(dǎo)體器件生產(chǎn)廠商優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)以減小器件熱 阻，而且對(duì)于指導(dǎo)用戶充分利用器件的各方面特性具有非常重要的意義。壓接式功率器件 是一種高壓大功率器件封裝形式，器件內(nèi)部產(chǎn)生的熱量多，結(jié)構(gòu)緊湊，需要更小的熱阻來(lái)保 證器件的正常工作溫度，所以器件熱阻值的準(zhǔn)確測(cè)試顯得尤為重要。
[0004] 目前半導(dǎo)體器件的熱阻測(cè)試方法主要采用熱電偶的方法，通過(guò)測(cè)量器件的結(jié)溫、 殼溫和功率，再由公式R伽可得到器件的熱阻值。例如申請(qǐng)?zhí)枮?01420107212.5， 名稱為"一種Τ0-3封裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測(cè)試裝置"的實(shí)用新型專利，公開(kāi)了一種Τ0-3封 裝功率半導(dǎo)體器件熱阻測(cè)試裝置，包括散熱基板、Τ0-3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(kāi)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，所述熱偶和熱偶插座電連接;所述熱偶周?chē)植加衅骷_ 插孔和器件固定螺絲孔，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。該裝置雖然實(shí)現(xiàn)了熱量沿一維方向向下傳導(dǎo)，但仍然存在可 施加壓力范圍小、精度低、均勻性差、可移植性差、而且不可同時(shí)滿足傳統(tǒng)熱電偶測(cè)試法和 瞬態(tài)熱界面法，且不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓接式功率器件單面和雙面散熱時(shí)熱阻測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本發(fā)明提供一種壓接式功率器件熱阻測(cè) 試檢測(cè)裝置。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置，所述熱阻測(cè) 試裝置包括：由水平方向的構(gòu)件設(shè)置于豎直方向的立柱(21)組成的框架，所述立柱設(shè)有高 度調(diào)節(jié)件和限位件。
[0007] 優(yōu)選的，所述高度調(diào)節(jié)件包括設(shè)于所述立柱（21)中部的中基板（12)和所述立柱 (21)中下部的壓力維持板(3)，所述限位件為設(shè)于所述立柱(21)上的螺母(22)。
[0008] 優(yōu)選的，所述水平方向的構(gòu)件包括上基板（11)、中基板（12)、下基板（13)和壓力維 持基板(3 )，所述水平方向的構(gòu)件將所述框架分為三層；
[0009]所述框架上層設(shè)置有散熱裝置，中層設(shè)置有壓力均布裝置(5)，下層設(shè)置有壓力施 加裝置(4);
[0010]所述水平方向的構(gòu)件采用較厚的實(shí)心鋁材料制作。
[0011]優(yōu)選的，所述上基板（11)和所述下基板（13)被所述立柱（21)穿過(guò)，位于所述立柱 (21)的兩端;分別在所述上基板（11)和所述下基板（13)兩側(cè)設(shè)置所述螺母(22)，用于固定 所述上基板(11)和所述下基板(13);
[0012] 所述壓力維持基板(3)下側(cè)設(shè)置有所述螺母(22)，用于固定所述壓力維持基板的 位置。
[0013] 優(yōu)選的，所述散熱裝置包括冷卻系統(tǒng)接口（61)、直流母排接口（62)和散熱基板 (63);
[0014] 所述散熱裝置為成對(duì)設(shè)置，對(duì)稱分布在所述上基板（11)和所述中基板（12)之間； 靠近所述上基板（11)的所述直流母排接口（62)接正極，靠近所述中基板（12)的所述直流母 排接口（62)接負(fù)極；
[0015]所述散熱裝置與所述上基板和中基板之間分別設(shè)置有絕緣板(7);對(duì)稱設(shè)置的所 述散熱裝置和所述絕緣板(7)通過(guò)螺栓分別固定在所述上基板(11)和所述中基板(12)上。
[0016] 優(yōu)選的，對(duì)稱設(shè)置的所述散熱裝置之間用于放置被測(cè)器件;所述被測(cè)器件為壓接 式功率器件。
[0017] 所述壓力均布裝置(5)包括導(dǎo)柱(51)、碟簧(52)和半球面(53);
[0018]所述壓力均布裝置(5)位于所述中基板和壓力維持基板(3)之間;所述導(dǎo)柱(51)的 一端通過(guò)螺栓與傳感器(8)相連并固定在所述壓力維持基板(3)上，所述碟簧(52)套設(shè)在所 述導(dǎo)柱(51)外部;所述導(dǎo)柱(51)的另一端嵌入倒扣的所述半球面(53)的凹面內(nèi)；所述半球 面(53)的頂端與所述中基板(12)點(diǎn)接觸。
[0019]優(yōu)選的，所述壓力施加裝置(4)包括基座(41)、頂桿(42)和顯示儀表(43);
[0020]所述壓力施加裝置(4)位于所述壓力維持基板(3)和所述下基板(13)之間；
[0021]所述基座(41)通過(guò)螺栓固定在所述下基板（13)上;所述基座(41)上表面中心位置 設(shè)置有所述頂桿(42);所述頂桿(42)隨著壓力的變化做上下伸縮運(yùn)動(dòng)，且其上端與所述壓 力維持基板(3)面接觸;所述基座(41)的一側(cè)設(shè)置所述顯示儀表(43)。
[0022]優(yōu)選的，所述絕緣板(7)采用環(huán)氧樹(shù)脂材料制作。
[0023]優(yōu)選的，所述傳感器(8)為數(shù)字壓力傳感器。
[0024] 優(yōu)選的，所述立柱(21)和螺母(22)外表面涂一層鎳防止氧化。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明具有以下優(yōu)益效果：
[0026] 1、本發(fā)明提供的一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置，采用液壓栗施加壓力， 相比傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)螺桿施加壓力更加精準(zhǔn)和穩(wěn)定，通過(guò)動(dòng)力桿可以隨時(shí)調(diào)節(jié)被測(cè)器件所需要 的壓力，裝置輸出的壓力范圍大，可滿足不同功率等級(jí)的器件在不同壓力條件下的熱阻測(cè) 試要求，并用可通過(guò)儀表實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力值。
[0027] 2、本發(fā)明提供的一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置，半導(dǎo)體器件穩(wěn)態(tài)熱阻測(cè) 試時(shí)間比較短，但瞬態(tài)熱阻測(cè)試過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，一般的液壓裝置時(shí)間長(zhǎng)會(huì)存在輕微的泄壓 問(wèn)題。為了使器件在測(cè)試過(guò)程中壓力維持恒定，通過(guò)壓力維持裝置4可以將裝置的壓力長(zhǎng)時(shí) 間維持在一定的壓力值以保證在整個(gè)熱阻測(cè)試過(guò)程中被測(cè)器件所承受的壓力維持一個(gè)固 定值。
[0028] 3、本發(fā)明提供的一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置，采用由碟簧組成的壓力 均布裝置，可以消除或減弱由于基板不平整等因素造成器件表面受力不均勻性。
[0029] 4、本發(fā)明提供的一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置，通過(guò)改變外部水冷系統(tǒng) 的接法，可同時(shí)滿足器件單面或雙面散熱時(shí)熱阻測(cè)試的需求，本發(fā)明的裝置不僅可以滿足 傳統(tǒng)的熱電偶穩(wěn)態(tài)熱阻測(cè)試法，而且可以滿足JEDEC51-14提出的瞬態(tài)熱阻測(cè)試法。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的熱阻測(cè)試裝置的應(yīng)用實(shí)例示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明的壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明的壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置的立體示意圖；
[0033] 其中，11-上基板、12-中基板、13-下基板、21-立柱、22-螺母、3-壓力維持板、4-壓 力施加裝置、41-基座、42-頂桿、43-顯示儀表、5-壓力均布裝置、51-導(dǎo)柱、52-碟簧、53-半球 面、61-冷卻系統(tǒng)接口、62-直流母排接口、63-散熱基板、7-絕緣板、8-傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步的 說(shuō)明。
[0035] 本發(fā)明提供一種壓接式功率器件熱阻測(cè)試檢測(cè)裝置，包括：由水平方向的構(gòu)件設(shè) 置于豎直方向的立柱(21)組成的框架，所述立柱設(shè)有高度調(diào)節(jié)件和限位件。
[0036] 所述高度調(diào)節(jié)件包括設(shè)于所述立柱(21)中部的中基板（12)和所述立柱(21)中下 部的壓力維持板(3)，所述限位件為設(shè)于所述立柱(21)上的螺母(22)。所述水平方向的構(gòu)件 包括上基板（11)、中基板（12)、下