专利名称：半导体高低温实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体高低温测试技术领域，特别涉及一种半导体高低温 实验仪。
背景技术：
LED (Light Emitting Diode，发光二极管)是一种固态的半导体器件，它 可以直接把电转化为光。LED是LED显示屏中大量使用的器件，LED显示屏 通过控制LED来显示文字、图形和各种信息，广泛应用于车站、商场、医院 等环境。在自动化生产LED显示屏的过程中，如果大量LED不经检测就安装 在PCB板上，当安装完毕后在测试PCB板的过程中发现故障，则需要手工将 出现问题的LED焊接下来，而如果LED出现大量损坏，则对LED进行的焊 接返工将极大降低PCB板的生产效率，因此在将LED安装在PCB板上前， 需要对LED进行信赖度测试，该信赖度测试通常指对LED进行高低温沖击实 验，即选取一定数量的LED,让这些LED经过高温和低温的一定数量的循环 测试以后，检测损坏的LED数量得到相应的LED信赖度，以提高后续的PCB 板生产效率。现有的一种用于测量LED的高低温实验仪结构如图l所示，该实-验4义包 括低温容器101、制冷管道102、压缩机103、压缩机散热器104、高温容器 105、加热装置106、机械运动部件107、实验电子元件108。其中，低温容器 101和高温容器105分离放置，低温容器101通过下部安装的独立制冷设备进 行制冷，该制冷设备包括位于低温容器101下方的长环形制冷管道102,与制 冷管道102相连的压缩机103,以及为压缩才几103配备的压缩机散热器104, 该压缩制冷设备使用的冷J 某通常为氟利昂；高温容器105与低温容器101并列 放置，且该高温容器105通过安装在其下方的独立加热装置106加热。在使用 该高低温实验仪对电子元件进行测量时，通过置于低温容器101和高温容器105上方平面支架上的机械运动部件107带动实验电子元件108在上述低温容 器101和高温容器105内左右移动，该^/L械运动部件107通过控制系统控制其 左右运动，实验前通过实验条件输入模块输入实验条件，按照该实验条件机械 运动部件107经过一定数量的循环测试以后，即可4全测出实验电子元件108 的信赖度。由上述对现有技术的描述可知，由于现有高低温实验仪采用低温容器和高 温容器分开放置并进行独立制冷和制热，因此难以统一操作和控制；对于低温 容器采用独立的压缩机进行制冷，在制冷过程中通过压缩机制冷管道中的冷媒 通常为氟利昂，容易造成环境污染，并且对于大功率的压缩机需要配置大功率 的散热器，在实验过程中散热器散发的热量对外界环境造成了热污染；由于低 温容器制冷过程中的热量无法应用于高温容器的加热，还需要为该高温容器配 置独立的加热设备，相应浪费了制冷过程中的热能资源。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种半导体高低温实验仪，以克服现有技术中 高低温实验仪的低温容器和高温容器分开放置且独立制冷和制热，难以统一操 作和控制的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案 一种半导体高低温实验仪，包括实验条件输入模块、控制系统、低温容器、 高温容器、机械运动部件，还包括分别同时与所述低温容器和所述高温容器 粘连的半导体制冷片，所述半导体制冷片与功率控制器连接，所述功率控制器 与控制系统相连。所述高温容器与所述低温容器上下放置，在所述高温容器和所述低温容器 的上下接触面之间通过导热胶粘连所述半导体制冷片。所述低温容器与所述高温容器向上开口，所述机械运动部件左右移动，通 过转动滑轮带动实验电子元件出入所述低温容器开口与所述高温容器开口。所述低温容器与所述高温容器中放置在下方的容器向上开口 ，放置在上方 的容器向下开口，所述向上的开口与所述向下的开口相对，在所述开口的侧边 封闭垂直的机械运动部件，所述机械运动部件上开有凹槽，实验电子元件通过 在所述凹槽内上下移动出入所述低温容器开口与所述高温容器开口 。所述低温容器与所述高温容器左右^C置，在所述低温容器和所述高温容器 的左右接触面之间通过导热胶粘连所述半导体制冷片。所述低温容器与所述高温容器中放置在左侧的容器向右开口 ，放置在右侧 的容器向左开口，所述向左的开口与所述向右的开口相对，在所述开口的上面 封闭平行的机械运动部件，所述机械运动部件上开有凹槽，实验电子元件通过 在所述凹槽内左右移动出入所述低温容器开口与所述高温容器开口 。在所述容器的开口部位通过铰接连接容器盖；或在所述容器的开口部位安装滑动连接门，所述滑动连接门沿左右方向移动 打开所述开口或封闭所述开口 。在所述容器的开口部位通过铰接连接容器盖；或在所述容器的开口部位安装滑动连接门，所述滑动连接门沿上下方向移动 打开所述开口或封闭所述开口 。所述容器盖或容器门与所述控制系统相连，通过所述控制系统对所述容器 盖或容器门的打开或封闭进行控制。在所述低温容器内放置低温感温探头，在所述高温容器内放置高温感温探头，所述低温感温探头与所述高温感温:探头与所述控制系统相连。由以上本实用新型提供的技术方案可见，本实用新型的一种半导体高低温 实验仪，包括实验条件输入模块、控制系统、低温容器、高温容器、机械运动 部件，还包括分别与所述低温容器和高温容器粘连的半导体制冷片，所述半导 体制冷片与功率控制器连接，所述功率控制器与控制系统相连。本实用新型的 半导体高低温实验仪通过粘连半导体制冷片，实现了同时对低温容器的吸热和对高温容器的加热，既实现了对制冷和加热的统一操作和控制，也节约了制冷由于无需使用单独的制冷设备和加热设备，使得该实验仪 体积减小，且由于无需使用冷媒等化合物，因此不会对环境造成污染。
图1为现有技术中的高低温实验仪结构图； 图2为本实用新型半导体高低温实验仪的第 一 实施例结构图； 图3为本实用新型半导体高低温实-验仪的第二实施例结构图； 图4为本实用新型半导体高低温实-验仪的第三实施例结构图； 图5为本实用新型半导体高低温实验仪的控制电路框图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种半导体高低温实验仪，包括实验条件输入模块、控 制系统、低温容器、高温容器、机械运动部件，还包括分别同时与低温容器和 高温容器粘连的半导体制冷片，该半导体制冷片与功率控制器连接，并且功率 控制器与控制系统相连。本实用新型的半导体高低温实验仪主要应用了半导体制冷技术，因此不需 要氟利昂或其它化合物等任何制冷剂实现制冷，通过利用半导体的珀尔帖效应 实现制冷，珀尔帖效应产生的热量即为珀尔帖热，该热量大小与回路电流强度 成正比，方向可以随着电流方向的改变而发生改变。其原理是，回^各中的电荷 载体在不同的材料中处于不同的能量级，在外电场的作用下，电荷载体从高能级的材料向低能级的材料运动时，会释放出多余的能量。反之，当电荷载体从 低能级的材料向高能级的材料运动时，需要从外界吸收能量。能量在不同材料 的交接面放出热量或者吸收热量，由于半导体的珀尔帖效应较强，因此可以采 用半导体制冷。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，并使本实用新型的 上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本 实用新型作进一步详细的说明。本实用新型半导体高低温实验仪的第 一实施例结构图如图2所示该半导体高低温实验仪包括低温容器210、低温容器盖211、低温感温 探头212、半导体制冷片220、高温容器230、高温容器盖231、高温感温探头 232、积4成运动部件支架240、机械运动部件241和实验电子元件242;该半导 体高低温实验仪还包括在图2中未示出的控制系统，及与该控制系统相连的实 验条件输入模块和功率控制器。其中，低温容器210位于底部，低温容器210右侧突起部分向上开口，该 开口部分通过铰接安装有低温容器盖211，在低温容器210内部放置有低温感 温:探头212;高温容器230;^丈置于该低温容器210的上方，且该高温容器230 右侧部分向上开口，该开口部分通过4交接安装有高温容器盖231,在高温容器 230内部》史置有高温感温探头232。在低温容器210的上平面与高温容器230的下平面之间可以通过涂抹导热 胶粘连半导体制冷片220,该半导体制冷片220的吸热表面向下，与低温容器 210接触，散热表面向上，与高温容器230接触，具有良好的导热性能。进一 步，在低温容器210和高温容器230表面及低温容器盖211和高温容器盖231 表面可以覆盖聚胺酯发泡和超细玻璃纤维等隔热材料，保证低温容器210和高温容器230与周围空气的隔绝，保证该半导体高低温实验仪具有良好的隔热效台匕 犯。机械运动部件支架240上放置有机械运动部件241,该机械运动部件241 可以在平行于高温容器230的上平面上方左右移动，在机械运动部件241的内 部安装有滑轮，滑轮带动悬于其下方的实验电子元件241上升或下降，由此出 入低温容器210的开口或高温容器230的开口 。应用本实用新型实施例一示出的半导体高低温实验仪对实验电子元件242进行信赖度测量时，可以通过条件输入模块输入每次实验电子元件242位 于低温容器210和高温容器230中的时间和循环的次数，并盖上低温容器盖 211和高温容器盖231。当半导体制冷片220开始工作后，通过与控制系统相连的低温感温探头212和高温感温探头232测试到低温容器210和高温容器230内的温度已经达 到实验要求的测试温度后，机械运动部件241开始在机械运动支架240上左右 移动。首先打开高温容器盖231,机械运动部件241通过滑轮将实验电子元件 242向下放入高温容器230中，当达到控制系统设定的时间后，机械运动部件 241通过滑轮将实验电子元件242向上拉出高温容器230中，高温容器盖231 关闭，然后机械运动部件241向右运动，到达低温容器盖211上方时停止运动， 此时打开低温容器盖211,机械运动部件242通过滑轮将实验电子元件242向 下放入i文入低温容器210中，当达到控制系统设定的时间后，机械运动部件 241通过滑轮将实验电子元件242向上拉出低温容器210中，低温容器盖211 关闭，然后机械运动部件241再向左运动到达高温容器盖231上方时停止运动， 此时该实验电子元件242完成了一次循环。按照上述的测试方式，机械运动部件241带动实〗全电子元件242出入低温 容器开口 211和高温容器开口 231，完成预先设置的循环次数即可结束对实验 电子元件242的信赖度测试，最后将实验后的实验电子元件242的性能与实验 前记录的实验电子元件242的性能进行比较就能得到该实验电子元件242的测 试结果。本实用新型半导体高低温实-睑仪的第二实施例结构图如图3所示 该半导体高低温实验仪包括低温容器310、低温容器盖311、低温感温 探头312、半导体制冷片320、高温容器330、高温容器盖331、高温感温探头 332、机械运动部件340和实验电子元件350;该半导体高低温实-险仪还包括 在图3中未示出的控制系统，及与该控制系统相连的实-险条件输入才莫块和功率 控制器。其中，低温容器310位于底部，低温容器310右侧部分向上开口，该开口 部分通过铰接安装低温容器盖311,在低温容器310内部放置有低温感温探头 312;高温容器330;^文置于该低温容器310的上方，且该高温容器330右侧部 分向下开口，该开口部分通过铰接安装有高温容器盖331,在高温容器330内 部放置有高温感溫探头332。在上述低温容器310开口所在的上平面也可以安装低温滑动连接门，该低温滑动连接门可以沿低温容器310上平面左右移动，打开该开口或者封闭该开口 ；相应的在上述高温容器330开口所在的下平面也 可以安装高温滑动连接门，该高温滑动连接门可以沿高温容器330下平面左右 移动，打开该开口或者封闭该开口。在低温容器310的上平面与高温容器330的下平面之间可以通过涂抹导热 胶粘连半导体制冷片320,该半导体制冷片320的吸热表面向下，与低温容器 310接触，散热表面向上，与高温容器330接触，具有良好的导热性能。进一 步，在低温容器310和高温容器330表面及低温容器盖311 (或低温滑动连接 门)和高温容器盖331 (或高温滑动连接门)表面可以覆盖聚胺酯发泡和超细 玻璃纤维等隔热材料，保证低温容器310和高温容器330与周围空气的隔绝， 保证该半导体高低温实—险仪具有良好的隔热效能。在低温容器310和高温容器330的右侧部分封闭设置有垂直放置的机械运 动部件340,该机械运动部件340的左侧开有凹槽，实验电子元件350通过在 该凹槽内上下移动，进入低温容器310的开口或高温容器330的开口 。应用本实用新型实施例2示出的半导体高低温实验仪对实验电子元件350 进行信赖度测量时，可以通过条件输入模块输入每次实验电子元件350位于低 温容器310和高温容器330中的时间和循环的次数，并盖上低温容器盖311(或 通过向右移动低温滑动连接门将开口封闭)和高温容器盖331 (或通过向右移 动高温滑动连接门将开口封闭)。当半导体制冷片320开始工作后，通过与控制系统相连的低温感温探头 312和高温感温纟笨头332测试到低温容器310和高温容器330内的温度已经达 到实-险要求的测试温度后，实-验电子元件350开始在机械运动部件340的凹槽 内上下移动。首先打开高温容器盖331 (或通过向左移动高温滑动连接门将开 口打开)，实验电子元件350向上滑动通过高温容器330的开口后进入高温容 器330中，当达到控制系统设定的时间后，实验电子元件350向下移动离开高 温容器330，随后关上高温容器盖331 (或通过向右移动高温滑动连接门将开 口关闭)，此时打开低温容器盖311 (或通过向左移动低温滑动连接门将开口打开)，实验电子元件350向下滑动通过低温容器310的开口后进入低温容器 310中，当达到控制系统设定的时间后，实验电子元件350向上移动离开低温 容器310，随后关上低温容器盖311 (或通过向右移动^f氐温滑动连"l妄门将开口 关闭)，此时该实验电子元件350完成了一次循环。^換照上述的测试方式，实^r电子元件350出入低温容器310的开口和高温 容器330的开口 ，完成预先设置的循环次数即可结束对实验电子元件350的信 赖度测试，最后将实验后的实验电子元件350的性能与实验前记录的实验电子 元件350的性能进行比较就能得到该实验电子元件350的测试结果。 本实用新型半导体高低温实验仪的第三实施例结构图如图4所示 该半导体高低温实-睑4义包括低温容器410、低温容器盖411、低温感温 探头412、半导体制冷片420、高温容器430、高温容器盖431、高温感温探头 432、才几械运动部件440和实-睑电子元件450;该半导体高低温实l全仪还包括 在图4中未示出的控制系统，及与该控制系统相连的实验条件输入模块和功率 控制器。其中，低温容器410位于右侧，低温容器410左侧面上端开口，该开口部 分安装沿该低温容器410左平面上下移动的低温滑动连接门411，在低温容器 410内部放置有低温感温探头412;高温容器430放置于该低温容器410的左 侧，且该高温容器430右侧面上端开口，该开口部分安装沿该高温容器430 右平面上下移动的高温滑动连接门411，在高温容器430内部放置有高温感温 探头432。在低温容器410的左平面与高温容器430的右平面之间可以通过涂抹导热 胶粘连半导体制冷片420，该半导体制冷片420的吸热表面向右，与低温容器 410接触，散热表面向左，与高温容器430接触，具有良好的导热性能。进一 步，在低温容器410和高温容器430表面及低温滑动连接门411和高温滑动连 接门431表面可以覆盖聚胺酯发泡和超细玻璃纤维等隔热材料，保证低温容器 410和高温容器430与周围空气的隔绝，保证该半导体高低温实验仪具有良好 的隔热效能。在低温容器410和高温容器430的上平面封闭设置有平行放置的机械运动 部件440,该才几械运动部件440朝向容器一侧开有凹槽，实-睑电子元件450通 过在该凹槽内左右移动，进入低温容器410的开口或高温容器430的开口 。应用本实用新型实施例3示出的半导体高低温实验仪对实验电子元件450 进行信赖度测量时，可以通过条件输入模块输入每次实验电子元件450位于低 温容器410和高温容器430中的时间和循环的次数，通过向上移动低温滑动连 接门411将低温容器410的开口封闭，并通过向上移动高温滑动连接门431将 高温容器430的开口封闭。当半导体制冷片420开始工作后，通过与控制系统相连的低温感温探头 412和高温感温探头432测试到低温容器410和高温容器430内的温度已经达 到实验要求的测试温度后，实验电子元件450开始在机械运动部件440的凹槽 内左右移动。首先通过向下移动高温滑动连接门431,实验电子元件450向左 滑动通过高温容器430的开口后进入高温容器430中，当达到控制系统i殳定的 时间后，实验电子元件450向右移动离开高温容器430，此时高温滑动连接门 431向上移动关闭高温容器430的开口，通过向下移动低温滑动连接门411将 低温容器410的开口打开，实验电子元件450向右滑动通过低温容器410的开 口后进入低温容器410中，当达到控制系统设定的时间后，实验电子元件450 向左移动离开低温容器410，此时低温滑动连接门411向上移动关闭低温容器 410的开口，该实验电子元件450完成了一次循环。按照上述的测试方式，实 验电子元件450出入低温容器410的开口和高温容器430的开口 ，完成预先设 置的循环次数即可结束对实验电子元件450的信赖度测试。结合上述实施例，以下详细描述本实用新型的半导体高低温实验仪测试过 程中的控制电路，如图5所示该控制电路包括控制系统510、实验条件输入模块520、机械运动部件 530、功率控制器540、半导体制冷片550、低温感温纟笨头560和高温感温:探头 570。其中，控制系统510控制与其电连接的实验条件输入模块520、机械运动部件530、功率控制器540、低温感温探头560、高温感温〗笨头570和高低温 容器门(盖)580。半导体制冷片550上有两个电极，分别为正电极和负电极， 当上述两个电极连接到功率控制器540后，通过接直流电，在该半导体制冷片 550的上下表面分别吸热和^:热，达到良好的制冷和吸热效果。更好地，该半 导体制冷片也可以选用双层或者多层的半导体制冷片，用以加大半导体制冷片冷、热表面的温差。在实-睑过程中，通过操作实验条件输入模块520向控制系统510输入测试 时间和循环次数，控制系统510才艮据输入的实-险条件控制机械运动部件530 带动实验电子元件在低温容器和高温容器间移动，并且控制系统510通过控制 高低温容器门(盖)580的打开和关闭，使得当机械运动部件530带动的实验 电子元件要进入高低温容器时，打开相应的高低温容器门(盖)580,当机械 运动部件530带动的实验电子元件离开高低温容器后，关闭相应的高低温容器 门(盖)580。控制系统510通过低温感温探头560和高温感温探头570分别 采集低温容器和高温容器中的温度，根据采集到的温度控制系统510通过调节 功率控制器540来控制半导体制冷片550的功率。由以上本实用新型的实施例可见，本实用新型的半导体高低温实验仪通过 粘连半导体制冷片，实现了同时对低温容器的吸热和对高温容器的加热，既实 现了对制冷和加热的统一才喿作和控制，也节约了制冷过程中的热能资源，由于 无需使用单独的制冷设备和加热设备，使得该实验仪体积减小，且由于无需使 用冷媒等化合物，因此不会对环境造成污染。虽然通过实施例描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新 型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这 些变形
权利要求1、一种半导体高低温实验仪，包括实验条件输入模块、控制系统、低温容器、高温容器、机械运动部件，其特征在于，还包括分别同时与所述低温容器和所述高温容器粘连的半导体制冷片，所述半导体制冷片与功率控制器连接，所述功率控制器与控制系统相连。
2、 根据权利要求1所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，所述高温 容器与所述低温容器上下放置，在所述高温容器和所述低温容器的上下接触面 之间通过导热胶粘连所述半导体制冷片。
3、 根据权利要求2所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，所述低温 容器与所述高温容器向上开口，所述机械运动部件左右移动，通过转动滑轮带 动实验电子元件出入所述低温容器开口与所述高温容器开口 。
4、 根据权利要求2所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，所述低温 容器与所述高温容器中放置在下方的容器向上开口 ，放置在上方的容器向下开 口，所述向上的开口与所述向下的开口相对，在所述开口的侧边封闭垂直的才几 械运动部件，所述机械运动部件上开有凹槽，实验电子元件通过在所述凹槽内 上下移动出入所述低温容器开口与所述高温容器开口 。
5、 根据权利要求1所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，所述低温 容器与所述高温容器左右放置，在所述低温容器和所述高温容器的左右接触面 之间通过导热胶粘连所述半导体制冷片。
6、 根据权利要求5所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，所述低温 容器与所述高温容器中放置在左侧的容器向右开口，放置在右侧的容器向左开 口，所述向左的开口与所述向右的开口相对，在所述开口的上面封闭平行的机 械运动部件，所述机械运动部件上开有凹槽，实验电子元件通过在所述凹槽内 左右移动出入所述低温容器开口与所述高温容器开口 。
7、 根据权利要求3或4所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，在所 述容器的开口部位通过铰接连接容器盖；或在所述容器的开口部位安装滑动连接门，所述滑动连接门沿左右方向移动打开所述开口或封闭所述开口 。
8、 根据权利要求6所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，在所述容 器的开口部位通过铰接连接容器盖；或在所述容器的开口部位安装滑动连接门，所述滑动连接门沿上下方向移动 打开所述开口或封闭所述开口 。
9、 根据权利要求3、 4、 6中任意一项所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，所述容器盖或容器门与所述控制系统相连，通过所述控制系统对所述 容器盖或容器门的打开或封闭进行控制。
10、 根据权利要求1所述的半导体高低温实验仪，其特征在于，在所述低 温容器内放置低温感温探头，在所述高温容器内放置高温感温探头，所述低温 感温探头与所述高温感温探头与所述控制系统相连。
专利摘要本实用新型公开了一种半导体高低温实验仪，包括实验条件输入模块、控制系统、低温容器、高温容器、机械运动部件，还包括分别同时与所述低温容器和所述高温容器粘连的半导体制冷片，所述半导体制冷片与功率控制器连接，所述功率控制器与控制系统相连。本实用新型的半导体高低温实验仪通过粘连半导体制冷片，实现了同时对低温容器的吸热和对高温容器的加热，既实现了对制冷和加热的统一操作和控制，也节约了制冷过程中的热能资源，由于无需使用单独的制冷设备和加热设备，使得该实验仪体积减小，且由于无需使用冷媒等化合物，因此不会对环境造成污染。
文档编号G01R31/26GK201107385SQ20072019520
公开日2008年8月27日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者硕 黄 申请人:深圳市同洲电子股份有限公司