一种to-39封装功率半导体器件热阻测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种TO-39封装功率半导体器件热阻测试装置，属于半导体器件测试【技术领域】。所述装置包括散热基板、TO-39封装平板夹具、耐高温绝缘玻璃管、热偶和热偶插座；散热基板边缘开设有导线引出孔；平板夹具的中心嵌有热偶、边缘安装有热偶插座，热偶与热偶插座电连接；热偶周围分布有器件引脚插孔，器件引脚插孔内壁装有耐高温绝缘玻璃管；平板夹具与散热基板固定连接。本实用新型的热阻测试装置，可科学、合理、准确地测试出TO-39封装功率半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化功率器件设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
【专利说明】 —种T0-39封装功率半导体器件热阻测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体器件测试【技术领域】，特别涉及一种Τ0-39封装功率半导体器件热阻测试装置。
【背景技术】
[0002]随着半导体功率器件的广泛应用和封装产业的蓬勃发展，功率半导体器件日趋朝着大功率、小尺寸、更快速及散热更好的方向发展。器件功率的提高以及封装尺寸的变小对其散热性能提出了更严格的考验，散热能力的好坏直接影响器件的可靠性和使用寿命，而提高散热性能最重要的途径是降低产品热阻。热阻是表征功率半导体器件封装散热能力的一个基本参量，该参量对于功率半导体器件的设计、制造和使用尤为重要。
[0003]Τ0-39 (Transistor Outline，晶体管外形)封装作为功率器件领域比较常用的封装类型，其管壳结构如图1所示。在测试T0-39封装功率半导体器件结壳热阻时，需要通过管壳的三个电极对器件施加功率，同时还要使用热偶监测器件芯片下面的管壳底部温度，此过程要求热量沿一维方向从芯片向芯片下面的管壳底部传导。T0-39封装管壳结构特点为器件的热阻测试带来了较大难度。现有技术中热阻测试时一般将器件倒置在可控温散热平台上，用热偶监测管壳底部温度，同时将器件引脚与热阻测试仪相连以对器件施加功率，进而测试器件的结壳热阻值。但这一过程的实现存在以下缺点:1)现有测试方法会导致热传导路径发生变化，致使热量从芯片向管壳顶部传导，从而使热偶监测点不是管壳最高温度点，测试出的管壳温度值比实际温度值偏低，造成计算的热阻值偏高。2)使用热偶监测壳温时操作困难，壳温测试误差大、精度低，进而影响热阻的测试结果的准确性。
实用新型内容
[0004]为了解决现有T0-39封装功率半导体器件热阻测试的操作困难、测试误差大及测试精度低等问题，本实用新型提供了一种T0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，该装置包括散热基板、T0-39封装平板夹具、耐高温绝缘玻璃管、热偶和热偶插座；所述散热基板边缘开设有导线引出孔；所述平板夹具的中心嵌有所述热偶、边缘安装有所述热偶插座，所述热偶与热偶插座电连接；所述热偶周围分布有器件引脚插孔，所述器件引脚插孔内壁装有所述耐高温绝缘玻璃管；所述平板夹具与所述散热基板固定连接。
[0005]所述散热基板为由中空圆柱体和实心矩形柱体上下叠加构成的统一体；所述中空圆柱体边缘开设有导线引出孔；所述中空圆柱体顶部沿圆周方向均匀的设置有第一螺丝孔；所述平板夹具上沿圆周方向均匀的设置有与所述第一螺丝孔适配的第二螺丝孔；所述中空圆柱体通过螺丝与所述平板夹具固定连接。
[0006]所述热偶线嵌入所述平板夹具内部。
[0007]所述热偶为T型热偶，所述热偶插座为T型热偶插座。
[0008]所述平板夹具为实心圆柱体。
[0009]本实用新型的T0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，通过散热基板和平板夹具对被测功率器件的夹持作用，满足了热量沿一维方向向下传导的假定条件，因此可科学、合理、准确地测试出T0-39封装功率半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化功率器件设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是现有技术T0-39封装管壳结构示意图；
[0011]图2是本实用新型实施例热阻测试装置的平板夹具结构示意图；
[0012]图3是本实用新型实施例热阻测试装置的散热基板结构示意图；
[0013]图4是本实用新型实施例热阻测试装置的应用实例示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。
[0015]热阻主要反映器件封装的散热性能，其主要表达式如下:
[0016]R =Tj Tc
[0017]其中:Ττ为器件结温，Τ。为器件芯片下面的管壳底部温度，Ph (VhXIh)为加热功率。在测试的过程中热阻测试仪为器件提供加热电压Vh和加热电流Ih(加热功率)，并通过测试器件内部二极管正向结压降来计算器件结温Tj，同时使用热偶来监测半导体芯片下面的器件管壳底部温度T。，然后根据上述公式来计算出器件的结壳热阻值。
[0018]参见图2和图3，本实用新型实施例提供了一种T0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，包括散热基板、T0-39封装平板夹具4、耐高温绝缘玻璃管10、T型热偶8和T型热偶插座5 ;散热基板边缘开设有导线引出孔2 ;平板夹具4的中心嵌有T型热偶8、边缘安装有T型热偶插座5，T型热偶8和T型热偶插座5电连接；T型热偶8周围分布有3个器件引脚插孔9，每个器件引脚插孔9内壁装有耐高温绝缘玻璃管10，绝缘玻璃管10可以保证器件三个引脚之间相互绝缘；平板夹具4与散热基板固定连接。其中，散热基板为由中空圆柱体11和实心矩形柱体12上下叠加构成的统一体；中空圆柱体11边缘开设有引出导线的导线引出孔2 ;中空圆柱体11顶部沿圆周方向均匀的设置有螺丝孔3 ;Τ型热偶8通过平板夹具4内部嵌入的热偶线6与T型热偶插座5电连接；平板夹具4为实心圆柱体，平板夹具4上沿圆周方向均匀的设置有与螺丝孔3适配的螺丝孔7。
[0019]参见图4，在使用本实施例的热阻测试装置时，首先要保证T型热偶和T型热偶插座稳定地安装在平板夹具上，将实心矩形柱体固定在可控温散热平台上；然后将被测器件DUT (Device Under Test，被测器件)安装在平板夹具上，为了保证测试结果的准确性，应在被测器件DUT与平板夹具之间涂一薄层导热硅脂；使用导线连接器件引脚与热阻测试仪，并将平板夹具放置在中空圆柱体上，使导线穿过导线引出孔；对准平板夹具上的螺丝孔与中空圆柱体上的螺丝孔，并用螺丝固定；最后将T型热偶插座与热阻测试仪进行连接，控制热阻测试仪对被测器件施加功率，通过T型热偶监测器件管壳底部温度，利用热阻测试仪测试T0-39封装功率半导体器件结壳热阻，测试结果显示并保存在热阻测试仪上。
[0020]在实际应用中，考虑到提高散热性能及降低制造成本，中空圆柱体、实心矩形柱体和T0-39封装平板夹具均由金属铜制造而成。本实施例选用的T型热电偶具有测量精度高、温度测量范围宽等特点。
[0021]本实用新型实施例的Τ0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，通过散热基板和平板夹具对被测功率器件的夹持作用，满足了热量沿一维方向向下传导的假定条件，因此可科学、合理、准确地测试出Τ0-39封装功率半导体器件的结壳热阻值，这样不仅能够为评估器件的散热性能提供重要参数指标，而且对于优化功率器件设计、提高器件的可靠性和使用寿命都具有重大意义。
[0022]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种T0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，包括散热基板、Τ0-39封装平板夹具、耐高温绝缘玻璃管、热偶和热偶插座；所述散热基板边缘开设有导线引出孔；所述平板夹具的中心嵌有所述热偶、边缘安装有所述热偶插座，所述热偶与热偶插座电连接；所述热偶周围分布有器件引脚插孔，所述器件引脚插孔内壁装有所述耐高温绝缘玻璃管；所述平板夹具与所述散热基板固定连接。
2.如权利要求1所述的Τ0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述散热基板为由中空圆柱体和实心矩形柱体上下叠加构成的统一体；所述中空圆柱体边缘开设有导线引出孔；所述中空圆柱体顶部沿圆周方向均匀的设置有第一螺丝孔；所述平板夹具上沿圆周方向均匀的设置有与所述第一螺丝孔适配的第二螺丝孔；所述中空圆柱体通过螺丝与所述平板夹具固定连接。
3.如权利要求1所述的Τ0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述热偶线嵌入所述平板夹具内部。
4.如权利要求1所述的Τ0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述热偶为T型热偶，所述热偶插座为T型热偶插座。
5.如权利要求1所述的Τ0-39封装功率半导体器件热阻测试装置，其特征在于，所述平板夹具为实心圆柱体。
【文档编号】G01R31/26GK203773017SQ201420107234
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】温景超, 王立新, 陆江, 韩郑生, 周宏宇 申请人:中国科学院微电子研究所