SMD表贴封装器件测试夹具的制作方法

smd表贴封装器件测试夹具
技术领域
1.本发明属于半导体器件测试技术领域，特别涉及smd表贴封装 器件热阻测试夹具。


背景技术：

2.随着半导体器件芯片性能和集成度的提高，器件的热问题显得尤 为突出，根据数据统计分析，近55％的器件失效是由器件热性能引起。 常规器件的热性都通过热阻值来进行表征。
3.器件的结壳热阻计算公式为其中t
c
为器件发热 源主散热通道外壳处的壳温，t
j
可通过采集器件二极管结电压计算， p
h
为施加到被测器件的加热功率，t
j
和p
h
均为热阻测试设备通过电 信号获得，t
c
为热阻测试设备采集的热信号。因而为保证热阻测试 能顺利完成，必须保证热阻测试时器件的电信号和热信号能顺利采集 出来，且没有相互干扰。但是，器件封装形式的多样性使得电信号和 热信号采集变得尤为困难，而且相互之间还存在干扰情况。对于smd 表贴封装器件，这问题显得尤为突出。
4.smd表贴封装器件的三极在一个平面上，需要在热阻测试夹具 上采取恰当的方式对其进行电隔离，保证三极之间的电独立。另外， 常规smd表贴封装器件的主散热面起着控温、壳温测试及电连接三 个作用，在热阻测试时需要在主散热面涂上导热硅脂，但是导热硅脂 会影响其正常电连接。如何在有效控温的前提下，能对器件正常电连 接成了smd表贴封装器件热阻测试的难点，从而制作能满足smd 表贴封装器件热阻测试要求的夹具势在必行。


技术实现要素：

5.为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种smd表 贴封装器件热阻测试夹具，通过分离控温、壳温测试及电连接三个板 块，避免温度性能与电性能之间的相互干扰，进而准确测试smd表 贴封装器件热阻。
6.夹具主体(23)一半部分的上表面设有器件定位板(3)，器件定 位板(3)中间设有孔槽，孔槽直接露出的夹具主体(23)作为主散 热面(24)，主散热面(24)的一边设有两个大电极针：第一大电极 针(7a)和第二大电极针(7b)，第一大电极针(7a)和第二大电极 针(7b)的一侧区域的主散热面(24)内的四个角各设有一个小电 极针(17)；在主散热面(24)的正中心设有一热电偶(12)；
7.第一大电极针(7a)的下端通过一个螺钉与一个电极杆(5)的 一端固定在一起，电极杆(5)横向伸出夹具主体(23)的侧面；第 二大电极针(7b)的下端通过另一个螺钉与另一个电极杆(5)的一 端固定在一起，另一个电极杆(5)横向伸出夹具主体(23)的另一 侧面，两个电极杆(5)基本组成一直线结构，且基本平行于夹具主 体(23)的下表面，两个电极杆(5)与夹具主体(23)之间分别采 用绝缘件b(10)进行隔开绝缘；每个电极杆(5)的下表面设
有两 个凹槽，凹槽内设有两个弹簧，每个电极杆(5)分别通过弹簧与绝 缘件压板(9)连接，绝缘件压板(9)通过螺钉与绝缘件b(10)固 定在一起，同时给弹簧(11)弹性支撑；两个电极杆(5)之间采用 绝缘件a进行隔开绝缘；每个电极杆(5)固定连接一个电路转接片 (2)；
8.每个小电极针(17)下均设有一个弹簧并通过沉头螺钉进行固定 支撑，以保证每个小电极针(17)有足够的弹性支撑能正常工作。
9.热电偶(12)下底部设有一个弹簧，热电偶(12)通过弹簧与 弹簧压板(22)连接，弹簧压板(22)与夹具主体(23)固定在一起， 以保证热电偶(12)有足够的弹性支撑能正常工作；
10.夹具主体(23)另一侧的上表面设有热电偶插座(1)和电连接 孔(0)；热电偶(12)和热电偶插座(1)通过热电偶线连接成一整 体，并通过热电偶线挡板(19)对中间的热电偶线进行固定。
11.4个小电极针(17)、第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b) 凸出夹具主体表面0.5mm，热电偶(12)凸出夹具主体表面0.3mm。
12.4个小电极针(17)直径为1.5mm，第一大电极针(7a)和第二 大电极针(7b)直径为2.5mm。
13.本发明的有益效果是：
14.1.夹具分离了控温、壳温测试及电连接三个板块，避免温度性能 与电性能之间的相互干扰，实现控温与电连接的有效性；
15.2.主散热面与底板一体成型，采用紫铜材料，能很好保证导热、 导电和机械强度性能；
16.3.测试位置固定，安装方便，极大提高了热阻检测效率；
17.4.拆装方便，易于夹具的维护与配件的更换。
附图说明
18.图1为本发明实施例中smd表贴封装器件热阻测试夹具顶视示 意图；
19.图2为本发明实施例中smd表贴封装器件热阻测试夹具侧视、 底视示意图；
20.图3为本发明实施例中smd表贴封装器件热阻测试夹具剖面示 意图；
21.图4本发明实施例中小电极针示意图；
22.图5本发明实施例中大电极针示意图；
23.图6本发明实施例中电极杆示意图；
24.图7本发明实施例中弹簧压板示意图；
25.图8本发明实施例中定位板示意图；
26.图9本发明实施例中绝缘件a示意图；
27.图10本发明实施例中绝缘件b示意图；
28.图11本发明实施例中绝缘件压板意图。
29.图中，具体的部件见下表。
30.具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
32.如图1、图2、图3所示，smd表贴封装器件热阻测试夹具主要 包括主散热面(24)、夹具主体(23)、弹簧压板(22)、热电偶线挡 板(19)、小电极针(17)、弹簧(16a)、弹簧(16b)、热电 偶(12)、弹簧(11)、绝缘件b(10)、绝缘件压板(9)、第一大 电极针(7a)、第二大电极针(7b)、绝缘件a(6)、电极杆(5)、 器件定位板(3)、电路转接片(2)、热电偶插座(1)及电连接孔(0)。
33.夹具主体(23)和主散热面(24)为一体成型，在主散热面(24) 的非关键区域(四角部)有4个小电极针(17)，在主散热面(24) 的上方有第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b)，在主散热面(24) 的正中心设有一热电偶(12)；并且4个小电极针(17)、第一大电极 针(7a)和第二大电极针(7b)凸出夹具表面0.5mm，热电偶(12) 凸出夹具表面0.3mm。
34.夹具主体(23)、主散热面(24)、4个小电极针(17)、第一大 电极针(7a)、第二大电极针(7b)、电极杆(5)及电路转接片(2) 为紫铜制成，弹簧压板(22)、热电偶线挡板(19)、绝缘件b(10)、 绝缘件压板(9)、绝缘件a(6)及器件定位板(3)为聚醚醚酮材料 制成。
35.如图2所示，主散热面(24)为smd表贴封装器件控温作用， 热阻测试时在主散热面(24)涂上导热硅脂可实现有效控温，主散热 面(24)正中心的热电偶(12)可实现壳温测量；
热电偶(12)和热 电偶插座(1)为一整体，并通过热电偶线挡板(19)对中间的热电 偶线进行固定。
36.如图4所示，4个小电极针(17)直径不能太小也不能太大，太 小则强度不足以支撑弹性力且无法流经大电流，太大则会过渡占据主 散热面(24)面积而影响控温，直径为1.5mm。
37.如图3及图5所示，第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b) 底部设有螺孔，通过沉头螺钉m1.6(8)将电极杆(5)与其固定在 一起，其直径相对4个小电极针(17)略大，直径为2.5mm。
38.如图3、图9及图10所示，第一大电极针(7a)和第二大电极 针(7b)通过绝缘件a(6)相互绝缘，且与夹具其余部件也绝缘， 绝缘件b(10)将电极杆(5)与夹具主体(23)隔离开而相互绝缘， 从而保证了夹具第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b)对应的 两极电独立。
39.如图3、图6、图10及图11所示，将绝缘件b(10)通过沉头 螺钉m2(14)固定到夹具主体(23)，电极杆(5)置于绝缘件b(10) 相应的固定槽内，并通过沉头螺钉m1.6(8)将每个电极杆分别与 第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b)连接；在每个电极杆(5) 上都设置有2个凹槽，在每个凹槽内放置弹簧(11)，最后通过 沉头螺钉m2(20)将底部的绝缘件压板(9)与绝缘件b(10)固 定在一起，同时也会给弹簧(11)弹性支撑；最终通过2个电极 杆(5)给第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b)进行弹性支撑， 以保证第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b)有足够的弹性支 撑能正常工作。
40.如图3所示，4个小电极针(17)下均设有弹簧(16a)并 通过沉头螺钉m4(15)进行固定支撑，以保证4个小电极针(17) 有足够的弹性支撑能正常工作。
41.如图3及图7所示，热电偶(12)下设有弹簧(16b)并通 过弹簧压板(22)进行固定支撑，以保证热电偶(12)有足够的弹性 支撑能正常工作。
42.如图3及图6所示，第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b) 分别通过沉头螺钉m1.6(8)与一个电极杆(5)固定在一起，而电 极杆(5)则通过电路转接片(2)电连接出来；4个小电极针(17) 及主散热面(24)未进行绝缘隔离为电连接关系，并可通过夹具主体 (23)上的电连接孔(0)电连接出来；4个小电极针(17)、第一大 电极针(7a)和第二大电极针(7b)分别对应为smd表贴封装器件 的电连接三极。
43.如图8所示，器件定位板(3)将主散热面(24)和第一大电极 针(7a)、(7b)限位在一起，便于器件快速安装。
44.本发明实施例提供的smd表贴器件热阻测试夹具的使用方式是：
45.smd表贴器件热阻测试夹具本身为紫铜材料制成，可实现对器 件散热控温；而对于一些功率太小或太大的器件，则可将smd表贴 器件热阻测试夹具固定在控温平台上，通过抬高或降低控温平台温度 实现更有效的控温。在夹具主散热面上涂上导热硅脂后，将器件放入 器件定位板(4)中，通过气动压杆或外部压板方式将器件压入夹具， 使得器件底部与主散热面(24)完全接触；同时4个小电极针(17)、 第一大电极针(7a)和第二大电极针(7b)分别与器件的三极电连 接，从而器件三极可分别通过电连接孔(0)和2个电路转接片(2) 连接到热阻测试设备，且热阻测试设备可通过热电偶插座(1)对器 件壳温进行测量，最终完成smd表贴器件的热阻测试。
46.最后应说明的是：以上所述的实例仅用于说明本发明的技术方案， 而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本 领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技 术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行同等替换；而 这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。