一种半导体芯片温控装置的制作方法

本实用新型实施例涉及半导体测试技术领域，尤其涉及一种半导体芯片温控装置。

背景技术：

随着半导体行业的发展，许多半导体芯片需要在实验室做高温测试。

现有技术中普遍采用热风罩加热或自动温度控制(automatic temperature control，ATC)高低温温控系统对芯片进行加热，以及对芯片进行温度控制以对芯片进行高温测试。

然而，采用热风罩加热系统对芯片进行加热控温的方式存在设备比较贵，电路板需要预留热风罩加热区域以及温度控制精度低，加热会产生噪声的问题；ATC高低温温控系统同样存在设备昂贵的问题，且设备体积比较大。

技术实现要素：

本实用新型提供一种半导体芯片温控装置，以实现降低半导体芯片温控装置的成本，以及减小半导体芯片温控装置的体积，提高温控装置对芯片温度控制的精度，降低噪声。

本实用新型实施例提出一种半导体芯片温控装置，包括电源模块、温度控制模块、底座和手测盖；所述温度控制模块包括电源输入端、至少一个电源输出端和反馈输入端，所述电源输入端与电源模块电连接；

所述底座包括用于固定半导体芯片的凹槽，还包括可拆卸的导热金属板，所述导热金属板与所述凹槽的开口的形状适配，所述手测盖可盖合所述底座；

所述手测盖中设置有加热模块和测温模块，所述加热模块与所述温度控制模块的一所述电源输出端电连接，所述测温模块与所述温度控制模块的反馈输入端电连接；所述加热模块和所述测温模块分别与所述导热金属板接触。

可选的，所述导热金属板安装于所述底座的所述凹槽的开口处，所述导热金属板与所述底座形成密封结构，且所述半导体芯片与所述导热金属板接触。

可选的，与所述加热模块电连接的所述电源输出端通过第一开关单元与所述电源输入端电连接。

可选的，所述测温模块为测温电阻或热电偶。

可选的，所述导热金属板为导热铜板或导热铝板。

可选的，所述手测盖包括顶面、与所述顶面相对的底面，和连接所述顶面和底面的侧壁，所述加热模块固定于所述手测盖的顶面或侧壁；其中，所述手测盖的底面为靠近所述导热金属板的一面。

可选的，所述手测盖与所述底座之间为可拆卸结构。

可选的，所述加热模块为条形结构，所述条形结构的一端连接所述温度控制模块的电源输出端，所述条形结构的另一端与所述导热金属板接触。

可选的，半导体芯片温控装置还包括散热风扇，所述散热风扇与所述温度控制模块的一所述电源输出端电连接。

可选的，与所述散热风扇电连接的电源输出端通过第二开关单元与所述电源输入端电连接。

本实施例提供的半导体芯片温控装置，包括温度控制模块、底座和手测盖；底座包括用于固定半导体芯片的凹槽，还包括可拆卸的导热金属板，导热金属板与凹槽的开口的形状适配，手测盖可盖合底座；手测盖中设置有加热模块和测温模块，加热模块与温度控制模块的一电源输出端电连接，测温模块与温度控制模块的反馈输入端电连接；加热模块和测温模块分别与导热金属板接触。本实施例提供的半导体芯片温控装置，体积小，结构简单轻便，成本低廉，通过温控控制模块根据测温模块反馈的导热金属板的温度控制加热模块与电源模块的连接，可以使得半导体芯片的温度保持在特定的温度范围，保证对半导体芯片进行高温测试的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种半导体芯片温控装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种半导体芯片温控装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的半导体芯片温控装置的底座和手测盖组成的测试夹具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例

图1所示为本实用新型实施例提供的一种半导体芯片温控装置的结构示意图，该半导体芯片温控装置包括电源模块110、温度控制模块120、底座130和手测盖140；温度控制模块120包括电源输入端A、至少一个电源输出端和反馈输入端C，电源输入端A与电源模块110电连接；

底座130包括用于固定半导体芯片200的凹槽，还包括可拆卸的导热金属板150，导热金属板150与凹槽的开口的形状适配，手测盖140可盖合底座130；

手测盖140中设置有加热模块160和测温模块170，加热模块160与温度控制模块120的一电源输出端B1电连接，测温模块170与温度控制模块120的反馈输入端C电连接；加热模块160和测温模块170分别与导热金属板150接触。

如背景技术中，现有的半导体芯片200温控系统如热风罩加热系统和ATC高低温温控系统普遍存在设备价格昂贵的问题，且热风罩加热系统对芯片进行加热控温时，电路板需要预留热风罩加热区域，且存在温度控制精度低和噪声的问题；ATC高低温温控系统的设备体积比较大。基于上述问题，本实用新型实施例提供上述半导体芯片温控装置。

具体的，本实施例提供的半导体芯片温控装置的电源模块110与温度控制模块120的电源输入端A电连接，可为温度控制模块120提供所需的工作电压。其中，温度控制模块120可以是现有的温控仪表。例如，现有一些温控仪表的所需电压为220V交流电，此时电源模块110可选为220V交流电源；一些温控仪表所要电压为24V直流电，此时电源模块110可选为24V直流电。

本实施例提供的半导体芯片温控装置中，底座130和手测盖140构成半导体芯片200的测试夹具，其中，底座130的大小可以与半导体芯片200的大小相适应，例如底座130的大小可以容纳待测试半导体芯片200并留出一定的余量即可，手测盖140的大小与底座130适配，该半导体芯片温控装置体积较小，更加轻便，且结构简单，成本低廉。

底座130包括可以放置并固定半导体芯片200的凹槽，在对半导体芯片200进行高温测试实验时，可将半导体芯片200固定在底座130的凹槽中，然后将与凹槽开口形状适配的导热金属板150安装于底座130的凹槽开口处，导热金属板150安装后，可与底座130凹槽中的半导体芯片200接触。手测盖140与底座130可以为可开合结构，在将芯片固定在底座130凹槽并安装导热金属板150后，可将手测盖140盖合底座130。

手测盖140中设置有加热模块160和测温模块170，加热模块160和测温模块170分别和导热金属板150接触。加热模块160与温度控制模块120的一电源输出端电连接，可由温度控制模块120控制加热模块160与电源模块110的电连接。例如,在半导体芯片200固定于底座130中，且盖合手测盖140后，可通过温度控制模块120控制加热模块160与电源模块110实现电连接，使得加热模块160对导热金属板150进行加热，金属的导热性能好，使得热量很快传播到整个导热金属板150，因半导体芯片200与导热金属板150接触，导热金属板150可对半导体芯片200进行加热。并且，因导热金属板150可整面对半导体芯片200进行加热，使得半导体芯片200受热均匀，不易对半导体芯片200造成损坏。测温模块170与导热金属板150接触，进而可以对导热金属板150的温度进行测量，并将测量到的温度信息及时反馈到温度控制模块120。

可选的，在温度控制模块120可以包括控制单元，可在控制单元中预先设定导热金属板150的目标温度，当测温模块170反馈的温度信息达到该目标温度或者高于目标温度时，温度控制模块120可通过控制单元控制断开加热模块160与电源模块110的电连接，使得加热模块160无法得到供电，进而使得加热模块160无法继续升温，相应的，导热金属板150和半导体芯片200的温度也不会再升高，使得半导体芯片200的温度不致过高。另外，还可设置温度控制模块120的运行模式，运行模式中包括一些参数，例如目标温度的余量，例如设定目标温度为80度，某一运行模式下余量为±1度，则在测温模块170反馈的温度低于79度时，温度控制模块120可控制加热模块160与电源模块110连接，进而使得加热模块160继续对导热金属板150进行加热，以达到对半导体芯片200继续加热，使半导体芯片200保持在固定温度范围，以保证对半导体芯片200进行高温测试的准确性，并且不会带来加热噪声。

本实施例提供的半导体芯片温控装置，包括温度控制模块、底座和手测盖；底座包括用于固定半导体芯片的凹槽，还包括可拆卸的导热金属板，导热金属板与凹槽的开口的形状适配，手测盖可盖合底座；手测盖中设置有加热模块和测温模块，加热模块与温度控制模块的一电源输出端电连接，测温模块与温度控制模块的反馈输入端电连接；加热模块和测温模块分别与导热金属板接触。本实施例提供的半导体芯片温控装置，体积小，结构简单轻便，成本低廉，通过温控控制模块根据测温模块反馈的导热金属板的温度控制加热模块与电源模块的连接，可以使得半导体芯片的温度保持在特定的温度范围，保证对半导体芯片进行高温测试的准确性。

图2是本实用新型实施例提供的另一种半导体芯片温控装置的结构示意图。参考图2，在上述方案的基础上，可选的，导热金属板150安装于底座130的凹槽的开口处，导热金属板150与底座130形成密封结构，且半导体芯片200与导热金属板150接触。

导热金属板150安装与底座130的凹槽开口处，导热金属板150与底座130形成密封结构，可以使得半导体芯片200处于密封结构内，进而使得导热金属板150对与其解除的半导体芯片200进行加热时，可以使得半导体芯片200的温度更快地上升，并且由于半导体芯片200处于密封结构之中，使得半导体芯片200被加热到设定的目标温度时，热量不会轻易地散发出去，使得半导体芯片200的温度更容易保持在特定的温度范围。

继续参考图2，与加热模块160电连接的电源输出端B1通过第一开关单元121与电源输入端A电连接。

如图2所示，具体的，与加热模块160电连接的电源输出端B1通过第一开关单元121与电源输入端A电连接，实现电连接的方式可以是电源输出端B1通过控制单元123间接与电源输入端A电连接。第一开关单元121可设置在温度控制模块120内部，温度控制模块120通过内部的控制单元123控制第一开关单元121的导通或者关断来控制加热模块160与电源模块110的连接。例如，在测温模块170反馈的温度信息高于目标温度时，可通过控制第一开关单元121断开来断开加热模块160与电源模块110的连接，进而使得半导体芯片200的温度不再升高。可选的，第一开关单元121可以是继电器。

可选的，测温模块170为测温电阻或热电偶。

测温模块170为测温电阻时，测温电阻可向温度控制模块120，例如温控仪表反馈电阻值，温度控制模块120可根据反馈的电阻值得到与该电阻值对应的温度值。测温模块170为热电偶时，热电偶可向温度控制模块120反馈热电动势，温度控制模块120可根据反馈的热电动势值得到与该热电动势对应的温度值。温度控制模块120根据测温模块170反馈的信息得到导热金属板150的温度值后，可通过控制加热模块160与电源模块110的连接来控制加热模块160继续对导热金属板150进行加热，或者通过控制加热模块160与电源模块110的断开来控制加热模块160不再对导热金属板150进行加热以使半导体芯片200的温度维持在特定温度范围。

可选的，导热金属板150为导热铜板或导热铝板。

因铜和铝的导热性能较好，将导热金属板150设置为导热铜板或导热铝板，可以使得在对半导体芯片200进行加热时，半导体芯片200可以更加快速地升温，且更有利于半导体芯片200均匀受热。

图3是本实用新型实施例提供的半导体芯片温控装置的底座130和手测盖140组成的测试夹具的结构示意图。参考图3，手测盖140包括顶面141、与顶面141相对的底面142，和连接顶面141和底面142的侧壁143，加热模块(图3中未示出)固定于手测盖140的顶面141或侧壁142；其中，手测盖140的底面142为靠近导热金属板150的一面。

为了在加热模块160实现与电源模块110的连接时，可以持续对导热金属板150，进而对半导体芯片200进行持续加热，需要对加热模块160进行固定，使其与导热金属板150进行可靠接触。将加热模块160固定与手测盖140的顶面或者侧壁，可以使得加热模块160与导热金属板150实现可靠地接触，使得加热模块160可以可靠地对导热金属板150进行加热，保证半导体芯片200可以达到测试需要的温度。并且，在底座130的凹槽底部，可以设置多个测试引脚190，测试引脚190从底座的最底端引出，用于连接PCB板，以对半导体芯片进行测试。

继续参考图3，可选的，手测盖140与底座130之间为可拆卸结构。

手测盖140与底座130之间为可拆卸结构，可以使得与一个底座130相适配的手测盖140损坏后，可以使型号相同、或者大小相同的多个底座130共用一个手测盖140，使用底座130时，将手测盖140安装到底座130即可，可以进一步降低成本。

继续参考图2，可选的，加热模块160为条形结构，条形结构的一端连接温度控制模块120的电源输出端，条形结构的另一端与导热金属板150接触。

加热模块160为条形结构，可以使得加热模块160在手测盖140中占用的体积较小，进而不会增加手测盖140的体积，有利于实现半导体芯片温控装置的小型化。

继续参考图2，可选的，半导体芯片温控装置还包括散热风扇180，散热风扇180与温度控制模块120的一电源输出端B2电连接。

具体的，散热风扇180可以设置在手测盖140远离底座130的一面。该散热风扇180与电源模块110的连接也可通过温度控制模块120进行控制，温度控制模块120可根据测温模块170反馈的温度信息控制散热风扇180与电源模块110的连接。例如，可预先在温度控制模块120中设定导热金属板150的最高温度，当测温模块170反馈的温度信息达到或高于该最高温度时，控制散热风扇180与电源模块110实现电连接，进而使散热风扇180对导热金属板150进行散热降温，进而对半导体芯片200进行降温。另外，还可通过设定温度控制模块120的控制模式，当测温模块170反馈的温度信息高于该模式下的最高温度时，控制散热风扇180与电源模块110实现电连接，例如，某一工作模式下包括导热金属板的目标温度以及余量±1度，则在测温模块170反馈的温度信息高于81度时，温度控制模块120可控制散热风扇180与电源模块110实现电连接，以及时对导热金属板150进行散热降温；当测温模块170反馈的温度为80度时，温度控制模块120可控制电源模块110与散热风扇180断开。

可选的，与散热风扇180电连接的电源输出端通过第二开关单元122与电源输入端A电连接。

如图2所示，具体的，与散热风扇180电连接的电源输出端通过第二开关单元122与电源输入端A电连接，实现电连接的方式可以是电源输出端B2通过控制单元123间接与电源输入端A电连接。可选的，第二开关单元122为继电器。温度控制模块120可通过控制该第二开关单元122的通断控制散热风扇的工作与否，例如，某一工作模式下包括导热铜板的目标温度以及余量±1度，则在温度反馈模块反馈的温度信息高于81度时，温度控制模块120可通过控制第二开关单元导通控制散热风扇与电源模块110实现电连接，以及时对导热金属板150进行散热降温。相应的，当温度控制模块120控电源模块110与散热风扇断开连接时，可通过控制第二开关单元122的断开实现。

本实施例提供的半导体芯片温度控制装置，通过设置导热金属板安装于底座的凹槽的开口处，导热金属板与底座形成密封结构，且半导体芯片与导热金属板接触，可以使得半导体芯片的温度更快地上升，并且由于半导体芯片处于密封结构之中，使得半导体芯片被加热到设定的目标温度时，热量不会轻易地散发出去，使得半导体芯片的温度更容易保持在特定的温度范围。并且通过设置手测盖与底座之间为可拆卸结构，可以进一步降低成本。并且通过设置半导体芯片温控装置还包括散热风扇，散热风扇与温度控制模块的一电源输出端电连接，可以在半导体芯片和导热金属板温度过高时及时散热降温。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。