专利名称：一种功率半导体�？橥ㄓ眉芯叩闹谱鞣椒�
技术领域：
本发明涉及一种通用夹具，特别涉及用于不同规格的功率半导体�？槿茸璨馐缘募芯�。
背景技术：
功率半导体�？榈娜茸枋瞧湫阅懿问闹匾副辏硎灸？榈纳⑷饶芰�。热阻是�？榻峁股杓浦行枰悸堑囊桓鲋匾蛩�。准确的测量热阻对改进模块封装和散热设计有着重要的参考意义。目前，最新的JEDEC标准JESD-51-14中提出了针对单一散热路径的半导体器件的 热阻测量方法。使用该测试方法对功率半导体�？榻胁馐裕竽？橛肷⑷鹊装褰裘芴喜⑹┘右欢ǖ难菇袅σ员Ｖそ哟チ己�。传统方法采用螺栓直接固定或使用一般压板式压紧装置。若使用螺栓通过�？榘沧翱捉？橹苯庸潭ㄔ谏⑷鹊装迳希枰谏⑷鹊装逑嘤ξ恢蒙洗蚵菸瓶祝欢捎诠β拾氲继迥？榈姆庾靶问礁饕欤煌哪？槠浒沧翱椎南喽晕恢煤涂椎氖坎煌醇负趺恳豢钅？榫枰⑷鹊装迳仙栌邢嘤Φ目孜挥胫嗯浜希捎谜庵盅菇舴绞交崾股⑷鹊装宓纳杓票涞梅浅７彼�。尤其对于散热底板为液冷板的情况，孔的位置在满足配合的同时需要避开流体水道，更增加其设计的难度和复杂性。而对于一般压板式压紧装置，压板直接压在器件或�？榈纳媳砻妫贾赂米爸媒龆云桨迨椒庾暗哪？槭视茫矶喙β拾氲继迥？榈牡缂俗游挥谏媳砻妫胙拱宕怪保薹ú捎醚拱逯苯咏醒菇簦虼烁美嘌菇糇爸猛ㄓ眯韵喽杂邢�。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术通用性差的缺点，提出一种功率半导体�？橥ㄓ眉芯�。本发明能够在功率半导体�？椴馐怨讨刑峁┭菇袅蜕⑷韧ǖ溃⑶沂视糜诓煌庾靶问降墓β拾氲继迥？榈娜茸璨馐�。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现本发明包括可调整压紧位置和高度的压力夹具和散热装置。所述压力夹具由基座、安装在该基座上的滑轨组、安装在滑轨组上的滑块组组成。所述基座大致呈U形，包括底板、垂直于底板且位于底板一侧的第一侧板，以及垂直于底板且位于底板另一侧的第二侧板。第一侧板和第二侧板上安装有纵向滑轨，纵向滑轨的两端均安装有限位螺栓。所述滑轨组包括一个支撑梁、第一滑块和第二滑块、一个横向滑轨。其中，两个滑块固定于支撑梁的两端的下方，横向滑轨安装于支撑梁的上方，两个滑块之间的距离与基座中两个纵向滑轨的距离相等，两个滑块分别安装在两个纵向滑轨上。所述滑块组包含第三滑块、固定架和紧固螺栓，其中，固定架下方安装有第三滑块，滑块组通过第三滑块安装在滑轨组的横向滑轨上，可在横向滑轨上横向滑动。固定架上开有螺纹孔，紧固螺栓通过该螺纹孔与固定架垂直安装。紧固螺栓的端部加工为锥形；通过顺时针或逆时针拧转紧固螺栓，可以实现紧固螺栓的上下移动。本发明夹具可包括两组及以上所述滑轨组，滑轨组上可安装两组及以上所述滑轨组。所述散热装置是独立的带液体通道的液冷板，所述的液冷板放置于压力夹具的底板之上，液冷板包括一个液体进口和一个液体出口，液体进口和液体出口连接外部循环冷却系统；也可以在压力夹具的底板中集成液体通道。底板上两侧开有若干沉头孔，使用螺栓与第一侧板和第二侧板固定在一起。所述底板包括一个液体进口和一个液体出口，液体进口和液体出口连接外部循环冷却系统。本发明有别于现有技术的特征是I、使用螺栓压紧的方式保障功率半导体�？椴馐灾心？橛肷⑷鹊装辶己媒哟ィ谷茸璨馐越峁既罚� 2、螺栓端部设计可以使螺栓中心轴线与安装孔圆心重合，确保在螺栓拧紧的过程中螺栓和底板始终保持相对位置，杜绝了水平窜动，并提供足够的压紧力；3、采用独特的滑轨和滑块的结构，能够使可固定范围在横向、纵向和高度上连续可调，满足不同封装形式的功率半导体�？榈牟馐孕枨螅岣吡送ㄓ眯院鸵子眯�。
图I为本发明实施例一的结构示意图；图2为本发明实施例一的正面示意图；图3为本发明实施例一液冷板示意图；图4为本发明实施例二的正面示意图；图5为本发明实施例二带液体通道的底板示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。如图I所示，本发明包括可调整压紧位置和高度的压力夹具和散热装置。所述压力夹具由基座I、安装在该基座I上的滑轨组3、安装在滑轨组3上的滑块组4组成。所述基座I大致呈U形，其中包括底板11、垂直于底板11且位于底板11 一侧的第一侧板12、垂直于底板11且位于底板11另一侧的第二侧板13。第一侧板12上安装有纵向滑轨14，第二侧板15上安装有纵向滑轨15。纵向滑轨14的两端安装有限位螺栓16、17，纵向滑轨15的两端安装有限位螺栓18、19，用于阻挡滑轨组3滑出纵向滑轨。所述滑轨组3包括一个支撑梁33、第一滑块31和第二滑块32、一个横向滑轨34。其中，第一滑块31、第二滑块32固定于支撑梁33的两端的下方，横向滑轨34安装于支撑梁33的上方，两个滑块31和32之间的距离与基座I中两个纵向滑轨14和15之间的距离相等，且第一滑块31和第二滑块32分别安装在第一纵向滑轨14和第二纵向滑轨15上，使得滑轨组3能沿第一纵向滑轨14和第二纵向滑轨15，实现纵向滑动。所述滑块组4包含第三滑块41、固定架42和紧固螺栓43。其中，固定架42下方安装有第三滑块41，滑块组4通过第三滑块41安装在滑轨组3的横向滑轨34上，可在横向滑轨34上横向滑动。固定架42上开有至少为M8的螺纹孔，紧固螺栓43通过该螺纹孔与固定架垂直安装。紧固螺栓43的端部44加工为锥形；通过顺时针或逆时针拧转紧固螺栓43，可以实现紧固螺栓43的上下移动。本发明夹具可包括两组及以上所述滑轨组3，滑轨组3上可安装两组及以上所述滑轨组4。所述散热装置可以为如图3所示的独立的带液体通道的液冷板5,液冷板5放置于压力夹具的底板11之上，液冷板5包括一个液体进口 51和一个液体出口 52，液体进口 51和液体出口 52连接外部循环冷却系统；所述散热装置也可以为如图5所示的集成有液体通道的压力夹具的底板110,底板110上两侧开有若干沉头孔1104，使用螺栓与第一侧板12和第二侧板13固定在一起。底板110包括一个液体进口 1101和一个液体出口 1102，液体进口 1101与液体出口 1102连接外部循环冷却系统。实施例一
本实施例适用于使用独立的液冷板的测试。如图2所示，液冷板5放置在底板11上，待测功率半导体�？�2底面涂抹有导热硅月旨，放置在液冷板5上。滑动滑轨组3的位置，然后调整滑块组4的位置，保证紧固螺栓43与待测功率半导体�？�2的安装孔21垂直。拧转紧固螺栓43，使得紧固螺栓43垂直于待测功率半导体�？�2向下移动，紧固螺栓43的锥形端部44进入待测半导体功率�？�2的安装孔21，由于其锥形设计，其最大直径大于安装孔21的孔径，最小直径小于安装孔21的孔径，在拧紧紧固螺栓43的过程中，可保证螺栓中心轴线与安装孔圆心重合，杜绝了水平窜动，并提供足够压紧力。其余三只紧固螺栓的压紧操作与上述描述一致。如图3所示，液冷板5包括一个液体进口 51和一个液体出口 52，液体进口 51与液体出口 52与液体通道53连通，液体通道53在液冷板内部呈“S”型，液体进口 51和液体出口 52与外部循环冷却系统相连，冷却液体如乙二醇、矿物油等，从液体进口 51流入通过液体通道53，最后从液体出口 52流出。测量时，四只紧固螺栓的压力使得功率半导体�？�2的底面与液冷板5紧密接触，加电后的功率半导体�？�2产生的热量向下传输，通过导热硅脂传入液冷板5中，由于冷却液体的循环流动，带走产生的热量，保证散热边界恒定。实施例二本实施例适用于不使用独立液冷板，在夹具的底板直接集成液体通道的测试。如图4所示，底面涂抹有导热硅脂的待测功率半导体�？�2放置在集成有液体通道的底板110上。滑动滑轨组3的位置，然后调整滑块组4的位置，保证紧固螺栓43与待测功率半导体模块2的安装孔21垂直。拧转紧固螺栓43，使得紧固螺栓43垂直于待测功率半导体模块2向下移动，紧固螺栓43的锥形端部44进入待测半导体功率模块2的安装孔21，由于其锥形设计，其最大直径大于安装孔21的孔径，最小直径小于安装孔21的孔径，在拧紧紧固螺栓43的过程中，滑块会受到螺栓不平横拉力作用而在滑轨上前后移动，但最终会移动到平衡位置处静止，从而保证螺栓中心轴线与安装孔圆心自动重合，杜绝了水平窜动，并提供足够压紧力。其余三只紧固螺栓的压紧操作与上述描述一致。如图5所示，集成有液体通道的底板110包括一个液体进口 1101和一个液体出口1102，液体进口 1101与液体出口 1102与液体通道1103连通，液体通道在底板110内部呈“S”型，液体进口 1101与液体出口 1102与外部循环冷却系统相连，冷却液体如乙二醇、矿物油，从液体进口 1101流入通过液体通道1103，最后从液体出口 1102流出。底板110上两侧开有若干沉头孔1104，使用螺栓与第一侧板12和第二侧板13固定在一起。
测量时，紧固螺栓的压力使得功率半导体�？�2的底面与底板110紧密接触，加电后的功率半导体�？�2产生的热量向下传输，通过导热硅脂传入底板110中，由于冷却液体的循环流动，带走产生的热量，保证散热边界恒定。
权利要求
1.一种功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸涮卣髟谟冢龅耐ㄓ眉芯甙ǹ傻髡菇粑恢煤透叨鹊难沽芯吆蜕⑷茸爸茫凰鲅沽芯哂苫�(I)、安装在所述基座(I)上的滑轨组(3)和安装在滑轨组(3)上的滑块组(4)组成；所述基座(I)呈U形，第一侧板(12)和第二侧板(13)垂直于底板(11)，且分别位于所述底板(11)的两侧；第一侧板(12)上安装有纵向滑轨(14)，第二侧板(13)上安装有纵向滑轨(15)，纵向滑轨(14)的两端各安装有一个限位螺栓(16、17);纵向滑轨(15)的两端各安装有一个限位螺栓(18、19);所述的滑轨组(3)包括一个支撑梁(33)、滑块(31、32)和横向滑轨(34);第一滑块(31)和第二滑块(32)分别固定于支撑梁(33)两端的下方；横向滑轨(34)安装于支撑梁(33)的上方，两个滑块(31、32)之间的距离与两个所述的纵向滑轨(14、15)之间的距离相等；第一滑块(31)安装在第一纵向滑轨(14)上，第二滑块(32)安装在第二纵向滑轨(15)上，滑轨组(3)沿第一纵向滑轨(14)和第二纵向滑轨(15)纵向滑动；所述的滑块组(4)包含第三滑块(41)、固定架(42)和紧固螺栓(43);固定架(42)的下方安装有第三滑块(41);滑块组(4)通过第三滑块(41)安装在滑轨组(3 )的横向滑轨(34 )上，滑块组(4 )在横向滑轨(34 )上横向滑动；固定架(42 )上开有螺纹孔，紧固螺栓(43)通过该螺纹孔与固定架(42)垂直安装； 所述散热装置为独立的带液体通道的液冷板(5)，液冷板(5)放置于压力夹具的底板(11)之上。
2.按照权利要求I所述的功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸涮卣髟谟冢龅纳⑷茸爸梦捎幸禾逋ǖ赖难沽芯叩牡装�(110)，底板(110)的两侧开有沉头孔，通过螺栓与所述的第一侧板(12 )和第二侧板(13 )固定在一起。
3.按照权利要求2所述的功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸涮卣髟谟冢龅牡装�(110)有一个液体进口(1101)和一个液体出口(1102)，液体进口(1101)与液体出口(1102)与液体通道(1103)连通，液体通道(1103)在底板(110 )内部呈“ S ”型，液体进口( 1102 )与液体出口( 1102)连接外部循环冷却系统，冷却液体从液体进口( 1101)流入，通过液体通道(1103)从液体出口(1102)流出。
4.按照权利要求I所述的功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸涮卣髟谟冢龅囊豪浒�(5)有一个液体进口( 51)和一个液体出口( 52 )，液体进口( 51)和液体出口( 52 )与液体通道(53 )连通，液体通道(53)在液冷板(5)内部呈“S”型，液体进口( 51)和液体出口( 52)连接外部循环冷却系统；冷却液体从液体进口(51)流入通过液体通道(53)，从液体出口(52)流出。
5.按照权利要求I所述的功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸涮卣髟谟冢龅慕艄搪菟�(43)的端部(44)加工为锥形。
6.按照权利要求I所述的功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸涮卣髟谟冢龅耐ㄓ眉芯甙阶橐陨纤龌熳�(3)，滑轨组(3)上安装两组以上的所述滑轨组(4)。
全文摘要
一种功率半导体�？橥ㄓ眉芯撸ǹ傻髡菇粑恢煤透叨鹊难沽芯吆蜕⑷茸爸�。所述压力夹具由基座(1)、安装在所述基座(1)上的滑轨组(3)、安装在滑轨组(3)上的滑块组(4)组成。所述散热装置为独立的带液体通道的液冷板(5)，液冷板(5)放置于压力夹具的底板(11)之上，或者为集成有液体通道的压力夹具的底板(110)。
文档编号G01R1/04GK102788945SQ20121025207
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者仇志杰, 张瑾, 温旭辉 申请人:中国科学院电工研究所
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