微型半导体制冷片老化夹具及加电和温度采集的方法与流程

1.本技术涉及半导体测试领域，特别是涉及微型半导体制冷片老化夹具及加电和温度采集的方法，亦即微型半导体制冷片老化夹具及微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集的方法。


背景技术：

2.半导体制冷技术通过利用半导体的热电效应制取冷量，简单地说是用导体连接两块不同的金属，接通直流电，则一个接点处温度降低，另一个接点处温度升高。
3.但是半导体制冷片(thermoelectric cooler，tec)的尺寸越来越小，趋于微型化，可称为微型半导体制冷片(400)，老化时简单的工装办法很难操作，定位不准；而且每次装夹都会耽误很多时间，特别是尺寸较小的微型半导体制冷片一般是不带导线，操作人员焊接导线更难操作；并且，普通的装夹办法，很难实现可靠的温度监控，同一种产品的温度监控有可能存在差异；此外，对于不同尺寸的微型半导体制冷片兼容性不高，每种产品都需要焊接连接导线处理。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种微型半导体制冷片老化夹具及微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集的方法。
5.一种微型半导体制冷片老化夹具，其包括加电部件、底座部件及连接件，所述加电部件与所述底座部件通过所述连接件连接；
6.所述底座部件包括：
7.夹具底板；
8.tec定位板，设置于所述夹具底板上，用于定位放置待测试的微型半导体制冷片，以使所述夹具底板紧密贴合所述微型半导体制冷片的热面；及
9.温度监控pcb板，设置于所述夹具底板上，用于监控所述热面的温度；
10.所述加电部件在连接所述底座部件的状态下，与所述温度监控pcb板感温接触，与所述微型半导体制冷片的电极导电接触，且与所述微型半导体制冷片的冷面接触。
11.上述微型半导体制冷片老化夹具，有利于快速装夹待测试的微型半导体制冷片，适用于各种规格微型半导体制冷片产品加电、冷面的温度监控及热面的温度监控，尤其适合尺寸较小的无论是否带线的微型半导体制冷片，还能通过加电部件为微型半导体制冷片的老化测试装置提供端口，从而实现了兼容性较佳的多规格微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集。
12.在其中一个实施例中，所述加电部件包括探针座、tec加电探针、热面感温探针、冷面感温探头及加电pcb；
13.所述加电pcb设置于所述探针座上，及所述探针座在连接所述底座部件的状态下，
14.所述tec加电探针穿过所述探针座，且与所述微型半导体制冷片的电极导电接触；
15.所述热面感温探针穿过所述探针座，且与所述温度监控pcb板感温接触；
16.所述冷面感温探头穿过所述探针座，且与所述微型半导体制冷片的冷面接触。
17.在其中一个实施例中，所述探针座开设有至少三个加电探针孔，所述tec加电探针可选地穿过至少一个所述加电探针孔，用于适应相异规格所述微型半导体制冷片；及/或，
18.所述加电部件还包括第一定位销，所述加电pcb及所述探针座通过所述第一定位销定位连接。
19.在其中一个实施例中，所述加电部件还包括tec压头及/或冷面感温压头；
20.所述tec压头用于分别抵接所述加电pcb及所述微型半导体制冷片；
21.所述冷面感温压头用于分别抵接所述加电pcb及所述冷面感温探头。
22.在其中一个实施例中，所述加电部件还包括弹性缓冲件，所述弹性缓冲件设置于所述tec压头及所述加电pcb之间，及/或，所述弹性缓冲件设置于所述冷面感温压头及所述加电pcb之间。
23.在其中一个实施例中，所述加电部件还包括压缩弹簧、端子压头及端子座；
24.所述探针座开设有避让区，所述加电pcb开设有压接位；
25.所述端子座设置于所述避让区中且一端容置于所述压接位中；
26.所述端子压头可拆卸地设置于所述端子座中，所述端子压头用于将所述微型半导体制冷片的导线压持于所述端子座，且使所述导线抵接于所述压接位。
27.在其中一个实施例中，所述端子压头至少部分露置于所述端子座及所述避让区之外。
28.在其中一个实施例中，所述连接件为不脱出螺钉，所述加电部件与所述底座部件通过所述不脱出螺钉连接；或者，
29.所述连接件包括铰链及卡扣，所述加电部件与所述底座部件通过所述铰链连接，且通过所述卡扣相固定；及/或，
30.所述tec定位板开设有容纳槽，所述容纳槽用于定位容置所述微型半导体制冷片。
31.在其中一个实施例中，所述底座部件包括第二定位销，所述加电部件或所述加电部件的探针座，与所述夹具底板及所述tec定位板通过所述第二定位销定位连接。
32.在其中一个实施例中，一种微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集的方法，其采用任一项所述微型半导体制冷片老化夹具实现，所述方法包括步骤：
33.将微型半导体制冷片定位放置于tec定位板上；
34.将所述微型半导体制冷片的热面紧密贴合于夹具底板上；
35.通过温度监控pcb板监控所述热面的温度；
36.通过加电部件对所述微型半导体制冷片进行加电测试，且通过所述加电部件获取所述温度监控pcb板所监控的温度，以及获取所述微型半导体制冷片的冷面的温度。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
54.本技术公开了一种微型半导体制冷片老化夹具，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述微型半导体制冷片老化夹具包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本技术一个实施例中，一种微型半导体制冷片老化夹具，其包括加电部件、底座部件及连接件，所述加电部件与所述底座部件通过所述连接件连接；所述底座部件包括夹具底板、tec定位板及温度监控pcb板；所述tec定位板设置于所述夹具底板上，用于定位放置待测试的微型半导体制冷片，以使所述夹具底板紧密贴合所述微型半导体制冷片的热面；所述温度监控pcb板设置于所述夹具底板上，用于监控所述热面的温度；所述加电部件在连接所述底座部件的状态下，与所述温度监控pcb板感温接触，与所述微型半导体制冷片的电极导电接触，且与所述微型半导体制冷片的冷面接触。上述微型半导体制冷片老化夹具，有利于快速装夹待测试的微型半导体制冷片，适用于各种规格微型半导体制冷片产品加电、冷面的温度监控及热面的温度监控，尤其适合尺寸较小的无论是否带线的微型半导体制冷片，还能通过加电部件为微型半导体制冷片的老化测试装置提供端口，从而实现了兼容性较佳的多规格微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集。
55.在其中一个实施例中，所述微型半导体制冷片老化夹具如图1所示，其包括加电部件100、底座部件200及连接件300，所述加电部件100与所述底座部件200通过所述连接件300连接。在其中一个实施例中，所述连接件300为不脱出螺钉，所述加电部件100与所述底座部件200通过所述不脱出螺钉连接；或者，所述连接件300包括铰链及卡扣，所述加电部件100与所述底座部件200通过所述铰链连接，且通过所述卡扣相固定。这样的设计有利于快速装入及拆出待测试的微型半导体制冷片。
56.为了便于感测微型半导体制冷片的热面的温度，在其中一个实施例中，如图2及图3所示，所述底座部件200包括夹具底板201、tec定位板202及温度监控pcb板203，进一步地，所述夹具底板201用于紧密贴合微型半导体制冷片400的热面，以及感测所述热面的温度或传递所述热面的热量。
57.为了控制待测试的微型半导体制冷片的范围，以便在装入夹具后准确地实现冷面接触、热面接触及电极连接，在其中一个实施例中，所述tec定位板202设置于所述夹具底板201上，用于定位放置待测试的微型半导体制冷片400，以使所述夹具底板201紧密贴合所述微型半导体制冷片400的热面。在其中一个实施例中，所述tec定位板202开设有容纳槽207，结合图3，所述容纳槽207用于定位容置所述微型半导体制冷片400。进一步地，在其中一个实施例中，所述容纳槽207用于形成范围限定，以使所述微型半导体制冷片400相对于所述底座部件200处于预定范围内，亦即处于所述容纳槽207内，使得所述底座部件200的所述夹具底板201配合所述加电部件100共同从上下两个方向抵接固定所述微型半导体制冷片400，亦即共同从上下两个方向分别抵接固定所述微型半导体制冷片400的热面及冷面，而非从侧面或周围固定所述微型半导体制冷片400，从而保证了所述夹具底板201紧密贴合所述微型半导体制冷片400的热面，进而确保了所述温度监控pcb板203获得所述热面的温度的准确性。进一步地，所述容纳槽207设置为容置最大规格的所述微型半导体制冷片400。这样的设计，一方面有利于快速放置各种规格微型半导体制冷片，另一方面使得所述微型半导体制冷片老化夹具适用于各种规格微型半导体制冷片产品测试，再一方面有利于配合所述加电部件100共同固定微型半导体制冷片，例如配合所述加电部件100的探针座104及tec
压头108与冷面感温压头109共同固定所述微型半导体制冷片400。
58.为了便于获得微型半导体制冷片的热面的温度亦即获得热面的温度信息，所述温度监控pcb板203设置于所述夹具底板201上，用于监控所述热面的温度；进一步地，所述温度监控pcb板203直接与所述热面接触，或者所述温度监控pcb板203通过所述夹具底板201间接地与所述热面接触，亦即所述温度监控pcb板203可以通过传感器直接获取所述热面的温度，亦可通过所述夹具底板201的热传递方式间接地获取所述热面的温度。进一步地，如图2所示，所述tec定位板202及所述温度监控pcb板203并排设置于所述夹具底板201上。其他实施例中，所述温度监控pcb板203可以设置于所述夹具底板201内部，亦可设置于所述夹具底板201下，即所述夹具底板201位于所述tec定位板202及所述温度监控pcb板203之间，本技术各实施例对此不作特别限定。
59.进一步地，本实施例中，所述tec定位板202通过第二固定螺丝204固定于所述夹具底板201上。所述温度监控pcb板203及所述夹具底板201共同开设有相贯通的第二装配孔206，所述连接件300螺接于所述第二装配孔206。这样的设计，有利于快速装配底座部件200及实现所述微型半导体制冷片老化夹具的快速装夹。
60.在其中一个实施例中，如图3及图5所示，所述底座部件200包括第二定位销205，所述加电部件100或所述加电部件100的探针座104，与所述夹具底板201及所述tec定位板202通过所述第二定位销205定位连接。
61.加电部件与底座部件是本技术的重要两部分，这两部分设计为分开设置且通过连接件相连，有利于单独生产组装加电部件及底座部件，同时快速装配得到所述微型半导体制冷片老化夹具，而随着微型半导体制冷片需求的增长，导致微型半导体制冷片老化夹具生产规模的扩大，同时微型半导体制冷片老化夹具亦属于易损耗材，因此有必要提供结构简单易于维护的加电部件。在其中一个实施例中，所述加电部件100在连接所述底座部件200的状态下，与所述温度监控pcb板203感温接触，与所述微型半导体制冷片400的电极导电接触，且与所述微型半导体制冷片400的冷面接触。即所述加电部件100用于导电接触所述微型半导体制冷片400的电极以实现加电测试，还用于分别获取所述微型半导体制冷片400的冷面温度及热面温度，从而实现对于微型半导体制冷片400产品加电、冷面的温度监控及热面的温度监控。
62.在其中一个实施例中，所述加电部件100如图4所示，其包括探针座104及加电pcb115，所述加电pcb115通过第一固定螺丝101固定于所述探针座104上，所述连接件300为不脱出螺钉，其在拆卸状态下不脱离所述加电部件100。所述加电pcb115即加电pcb板，其设有电极或者连接电极位及相关电路，一方面用于电连接外部的老化测试装置，例如连接所述老化测试装置的导线或连接端子，从而实现对外的电连接；另一方面电连接内部被装夹的待测试的微型半导体制冷片400的电极，从而实现对内的电连接；再一方面获取微型半导体制冷片400的冷面温度电信号及热面温度电信号，从而实现冷面的温度监控及热面的温度监控。
63.在其中一个实施例中，如图5所示，所述加电部件100包括探针座104、tec加电探针106、热面感温探针107、冷面感温探头110及加电pcb115；所述加电pcb115设置于所述探针座104上，及所述探针座104在连接所述底座部件200的状态下，所述tec加电探针106穿过所述探针座104，且与所述微型半导体制冷片400的电极导电接触；所述热面感温探针107穿过
所述探针座104，且与所述温度监控pcb板203感温接触；所述冷面感温探头110穿过所述探针座104，且与所述微型半导体制冷片400的冷面接触。这样的设计，有利于配合底座部件200快速装夹待测试的微型半导体制冷片400，从而实现微型半导体制冷片400产品加电、冷面的温度监控及热面的温度监控。
64.为了快速定位微型半导体制冷片400的电极，以实现导电接触，在其中一个实施例中，所述探针座104开设有至少三个加电探针孔119，所述tec加电探针106可选地穿过至少一个所述加电探针孔119，用于适应相异规格所述微型半导体制冷片400，即一个所述加电探针孔119可选地穿过一个所述tec加电探针106，亦可空置，即不穿过一个所述tec加电探针106。这样的设计，使得所述微型半导体制冷片老化夹具适用于各种规格微型半导体制冷片400，尤其适合尺寸较小的不带引出导线的微型半导体制冷片400，有利于实现快速装夹及快速地导电连接，亦即无论微型半导体制冷片400是否带线，都能实现快速地导电连接。
65.本实施例中，所述加电部件100还包括第一定位销105，所述加电pcb115及所述探针座104通过所述第一定位销105定位连接，以确保所述加电pcb115及所述探针座104准确对位，保证了装配效率及老化测试的准确性。采用不脱出螺钉作为所述连接件300，顺序穿过加电pcb115的第一装配孔102，探针座104的第三装配孔103，以及贯穿温度监控pcb板203与夹具底板201的第二装配孔206，即可将加电部件100及底座部件200相固定如图1所示，从而夹紧如图3所示的微型半导体制冷片400。
66.进一步地，在其中一个实施例中，结合图5及图6，所述探针座104开设有销孔117、感温探针孔118、加电探针孔119及螺孔120；所述热面感温探针107穿设于所述感温探针孔118中且两端凸出于所述探针座104外，所述热面感温探针107的一端抵接加电pcb115以实现导电连接，另一端抵接待测试的所述微型半导体制冷片400的热面以与所述温度监控pcb板203感温接触；所述tec加电探针106穿设于所述加电探针孔119中且两端凸出于所述探针座104外，所述tec加电探针106的一端抵接所述加电pcb115以实现导电连接，另一端抵接待测试的所述微型半导体制冷片400以与所述微型半导体制冷片400的电极导电接触；所述第一定位销105插设于所述销孔117中且所述第一定位销105的端部插设于所述加电pcb115中，以定位安装所述加电pcb115于所述探针座104上；所述螺孔120用于固定安装所述第一固定螺丝101以使所述加电pcb115固定于所述探针座104上。这样的设计，不仅有利于所述微型半导体制冷片老化夹具适用于各种规格微型半导体制冷片400，而且有利于准确快速地定位安装所述加电pcb115于所述探针座104上。
67.为了准确有效地压持微型半导体制冷片，在其中一个实施例中，所述加电部件100还包括tec压头108及/或冷面感温压头109；所述tec压头108用于分别抵接所述加电pcb115及所述微型半导体制冷片400；所述冷面感温压头109用于分别抵接所述加电pcb115及所述冷面感温探头110。在其中一个实施例中，所述加电部件100还包括弹性缓冲件112，所述弹性缓冲件112设置于所述tec压头108及所述加电pcb115之间，及/或，所述弹性缓冲件112设置于所述冷面感温压头109及所述加电pcb115之间。这样的设计，一方面有利于配合底座部件200例如其夹具底板201及容纳槽207，准确有效地压持微型半导体制冷片400；另一方面有利于适当控制对于微型半导体制冷片400的压力，避免由于压力过大而导致损坏被测试的微型半导体制冷片400。
68.进一步地，在其中一个实施例中，所述探针座104还开设有第一定位区122及第二
定位区123，所述tec压头108穿设于所述第一定位区122，所述tec压头108的一端凸出于所述探针座104外且抵接所述微型半导体制冷片400，另一端通过一个所述弹性缓冲件112抵接所述加电pcb115，以配合固定不同规格的微型半导体制冷片400的位置，避免所述微型半导体制冷片400于所述容纳槽207中活动；所述冷面感温压头109穿设于所述第二定位区123且抵接所述冷面感温探头110，以使所述冷面感温探头110与所述微型半导体制冷片400的冷面接触，所述冷面感温压头109的远离所述微型半导体制冷片400的一端通过一个所述弹性缓冲件112抵接所述加电pcb115，以配合固定所述冷面感温探头110的位置。本实施例中，所述冷面感温压头109设有穿槽，所述冷面感温探头110穿设于所述穿槽中。这样的设计，具有结构简单、易于装配的优点，且有利于灵活地适用于各种规格微型半导体制冷片400产品的固定。
69.为了便于快速接入及连接具有导线的微型半导体制冷片，在其中一个实施例中，所述加电部件100还包括压缩弹簧111、端子压头113及端子座114；所述探针座104开设有避让区121，所述加电pcb115开设有压接位116；所述端子座114设置于所述避让区121中且一端容置于所述压接位116中；所述端子压头113可拆卸地设置于所述端子座114中，所述端子压头113用于将所述微型半导体制冷片的导线压持于所述端子座114，且使所述导线抵接于所述压接位116。在其中一个实施例中，如图4所示，所述端子压头113至少部分露置于所述端子座114及所述避让区121之外。在其他实施例中，所述压接位116还可以用于连接老化测试装置或其他结构。
70.为了便于快速接入或者拆出外部的老化测试装置的导线或连接端子，进一步地，在其中一个实施例中，所述加电pcb115具有多个连接电极位即pad，用于顺序通过所述加电pcb115的第一线路及所述tec加电探针106连接所述微型半导体制冷片400的电极，顺序通过所述加电pcb115的第二线路、所述热面感温探针107及所述温度监控pcb板203连接所述微型半导体制冷片400的热面，顺序通过所述加电pcb115的第三线路及所述冷面感温探头110连接所述微型半导体制冷片400的冷面。进一步地，在其中一个实施例中，所述连接电极位与所述压接位116一并设置或者作为所述压接位116的一部分，即所述压接位116具有多处相互绝缘的连接电极位。这样的设计，有利于快速准确地进行各种规格微型半导体制冷片400产品加电、冷面的温度监控及热面的温度监控，从而实现对于微型半导体制冷片的大批量测试，而在微型半导体制冷片的大批量测试中，所述微型半导体制冷片老化夹具可被视为大量的耗材，因此一方面需要快装快拆微型半导体制冷片，另一方面需要快接快拆外联的老化测试装置。
71.下面继续结合图1至图6，说明本技术所述微型半导体制冷片老化夹具，其主要实现了微型半导体加电和温度采集结构，为达成该设计目的，所述微型半导体加电和温度采集结构包括微型半导体制冷片老化夹具的底座部件200及微型半导体老化夹具的加电部件100，两个部件由两个限位的第二定位销205定位完成后，再通过连接件300例如不脱出螺钉连接；这样，连接件300把加电部件100与底座部件200两者连接起来，两个部件亦即加电部件100与底座部件200分离开后，不脱出螺钉不会散落到处都是。
72.微型半导体制冷片老化夹具的底座部件200用于精准定位装载tec产品，然后方便tec加电控制，其主要包括以下配件：
73.夹具底板201，与tec产品即待测试的微型半导体制冷片热面紧密贴合，此夹具底
板201用于对tec控温热传导；
74.tec定位板202，此tec定位板202为经常互换的配件，用于兼容各种尺寸的tec产品；
75.温度监控pcb板203，此温度监控pcb板203上贴有热敏电阻，用于监控tec产品热面的温度。
76.微型半导体制冷片老化夹具的加电部件100是老化夹具最重要的部件，能根据tec产品的加电pad中心距定义的系列号来兼容不同系列的tec产品，同样也可以通过调整探针座104的探针的间距来兼容不同加电pad中心距的tec产品，其主要包括以下配件。
77.探针座104亦即pinholder，用于探针的固定与pcb板的定位。
78.定位销105，用于精准定位加电pcb在pinholder上位置。
79.tec加电探针106，此tec加电探针106底部接触tec产品正负极，tec加电探针106顶部与加电pcb115上定义好的pad接触。
80.热面感温探针107，此热面感温探针107底部接触tec老化夹具底座部件的温度监控pcb，上部接加电pcb板，主要是实现tec热面温度监控。
81.tec压头108，此tec压头108用于对tec提供预压力，迫使tec热面紧贴夹具底板上表面。
82.冷面感温压头109，此冷面感温压头109紧贴tec产品冷面上表面，内部安装有冷面感温探头110，然后面感温探头110通过导线与加电pcb115连接。
83.压缩弹簧111，为端子压头113提供压力，迫使tec产品的正负极端被压接紧。
84.缓冲泡棉112，为tec压头108与冷面感温压头109提供预压力。
85.端子压头113，此端子压头113用于带导线的tec产品正负极的压接。因此可以测试带导线的tec产品，亦可测试不带导线的tec产品。
86.端子座114，配合端子压头113一起使用，成为外部的一个导向装置，在压缩弹簧111的压力下，tec正负极导线被压紧。
87.加电pcb115，此加电pcb115通过底部的pad与探针顶部接触，把tec产品热面温度监控和tec产品加电，然后通过探针转接的办法，与tec产品的正负极连接。
88.在其中一个实施例中，一种微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集的方法，其采用任一实施例所述微型半导体制冷片老化夹具实现。在其中一个实施例中，所述方法即所述微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集的方法如图7所示，其包括以下步骤：s100，将微型半导体制冷片定位放置于tec定位板上；s200，将所述微型半导体制冷片的热面紧密贴合于夹具底板上；s300，通过温度监控pcb板监控所述热面的温度；s400，通过加电部件对所述微型半导体制冷片进行加电测试，且通过所述加电部件获取所述温度监控pcb板所监控的温度，以及获取所述微型半导体制冷片的冷面的温度。这样的设计，有利于快速装夹待测试的微型半导体制冷片，适用于各种规格微型半导体制冷片产品加电、冷面的温度监控及热面的温度监控，尤其适合尺寸较小的无论是否带线的微型半导体制冷片，还能通过加电部件为微型半导体制冷片的老化测试装置提供端口，从而实现了兼容性较佳的多规格微型半导体制冷片老化测试过程加电和温度采集。
89.需要说明的是，本技术的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的微型半导体制冷片老化夹具及老化测试过程加电和温度采集的方
法。
90.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。