专利名称：功率半导体led热阻快速批量筛选装置的制作方法
技术领域：
该技术属于半导体LED及相关PN结器件热阻考核和筛选技术领域。该实用新型主要应用于快速、非破坏性确定器件热阻过大的装置。
技术背景功率半导体LED工作时，会产生大量的热，并致使半导体PN结处的温度升高。如果芯片有源区存在热不均勻性，以及芯片封装工艺过程可能带来的散热性能变差，都会增大器件的热阻，致使散热能力变差。LED灯具是由上百颗LED组成，个别高热阻器件会导致高结温工作，将加速器件性能恶化，致使产生“瞎眼”，影响整个灯具的品质。通过设计计算机控制机械装置，在装灯具前对所有LED进行热阻的快速筛选，剔除高热阻LED，大大提高灯具产品的合格率和品质。本实用新型中的测量装置和技术在测量的方便性、快速性和非破坏性方面具有明显的先进性
实用新型内容
本实用新型的主要发明点在于设计了可容纳百颗LED的夹具，保证每颗LED的热学接触状况均勻一致，且稳定可靠；通过针台结构，实现LED电学接触便捷、可靠；利用程序控制的继电器方式，实现批量LED扫描测试的快速切换。功率半导体LED热阻快速批量筛选装置，其特征在于该装置从上至下包括热学接触板，被测器件夹具板，针台；热学接触板，包括上下两层上板材、下板材，在下板材上钻有需要测试LED数量的孔；两板材之间设有铜柱，铜柱由上下两个同心圆柱体组成一体，上面圆柱体大，下面圆柱体小，在上面大的圆柱体上端粘接一弹性碗状压垫，弹性碗状压垫与上板材接触，且上面大的圆柱体下端在下板材上；下面小的圆柱体穿过下板材上的孔；被测器件夹具板，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，每个圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极，LED出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；针台，在与每个LED的两电极对应的位置下面，固结两只朝上的探针，探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过针台上的引线，接入针台的插针接口。 从探针台接口引出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上有与被测器件夹具板上LED数量对等的电子信号控制的继电器，继电器连接门逻辑芯片，开关选择板连接LED热阻测试仪，开关选择板连接计算机，计算机连接到LED热阻测试仪。进一步，被测器件夹具板相邻两排LED的接地端通过板布线连在一起，每两排LED 样品共用一排探针。应用所述功率半导体LED热阻快速批量筛选装置进行筛选的方法，其特征在于将热学接触板上的铜柱，对准被测样品LED的管壳底部，探针对准覆铜电极，通过操作热学接触板下降，并使铜柱与LED管座接触，探针与覆铜电极接触。弹性碗状压垫和探针弹簧的作用，保证被测LED具有良好的热学接触和电学接触。从探针台接口引出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上的继电器开通选择由门逻辑芯片控制，接受计算机的选通指令，控制LED样品的扫描测量。选通的 LED接入LED热阻测试仪。在未加工作电流前，先选定不超过mA的测试电流，测量测试电流下的LED结电压， 然后测量加工作电流后的温升，两者之差，就是LED工作温升引起的结电压变化AVn。结电压变化除以温度系数α和功率P，即为热阻Rth= Δ Vn/α P0热阻超出合格标准的LED被快速批量筛选出来。本实用新型的装置可以对测量LED的个数实现较好的扩展性。
图1被测器件夹具板图2敷铜层电极图3热学接触板图4针台图5探针图6被测器件装配图图7开关选择板图8连接关系图9测量结果
具体实施方式
功率半导体LED热阻快速批量筛选装置，其特征在于该装置从上至下包括热学接触板200，被测器件夹具板100，针台300 ；热学接触板200，包括上下两层上板材201、下板材202，在下板材202上钻有需要测试LED数量的孔；两板材之间设有铜柱，铜柱由上下两个同心圆柱体组成一体，上面圆柱体大，下面圆柱体小，在上面大的圆柱体上端粘接一弹性碗状压垫204，弹性碗状压垫204与上板材 201接触，且上面大的圆柱体下端在下板材上；下面小的圆柱体穿过下板材202上的孔；被测器件夹具板100，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极102，LED 出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；针台300，在与每个LED的两电极102对应的位置下面，固结两只朝上的探针301， 探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过300板上的引线，接入针台300的插针接口 302。从探针台接口 302引出的连线，接入开关选择接口 403，与开关选择板400连接，该板上有与100板上LED数量对等的电子信号控制的继电器401，继电器连接门逻辑芯片，开关选择板连接LED热阻测试仪，开关选择板连接计算机500，计算机连接到LED热阻测试仪600。应用将热学接触板上的铜柱203，对准被测样品101的管壳底部，探针301对准覆铜电极，通过操作热学接触板下降，并使铜柱203与LED管座接触，探针301与覆铜电极接触。由于弹性碗状压垫204和探针301弹簧的作用，保证被测LEDlOl具有良好的热学接触和电学接触。从探针台接口 302引出的连线，接入开关选择接口 403，与开关选择板400连接，该板上的继电器开通选择由门逻辑芯片402控制，接受计算机500的选通指令，控制LED样品的扫描测量。选通的LED由405总线接入到LED热阻测试仪。为了消除连线带来的测量误差，在未加工作电流前，先选定测试电流一般不超过 5mA，测量测试电流下的LED结电压，然后测量加工作电流后的温升，两者之差，就是LED工作温升引起的结电压变化。热阻测试仪可以采用(专利号ZL200510112676.0，发明名称半导体PN结二极管器件的温升测量方法及装置，
公开日2006年3月8日)的装置。选用东莞勤上光电股份有限公司IWLED产品100只，并将LED倒置摆放100板上的样品测试位置上，将摆放好样品的100板放入带有对准定位孔的200和300之间，放下200 板，使每只LED有良好热学和电学接触。启动测量程序，依次选通100只LED开关。每只 LED测量前，先测量测试电流为3mA下的PN结电压VOn，再程序控制接通350mA工作电流， 接通3秒，即热量传递到接触203的时间常数，程序控制断开工作电流，随即测量结电压Vn， 两者由于温升带来的结电压之差Δνη，再除以温度系数α和功率P，即为热阻Rth= AVn/ α P。测量结果如附图9所示，从图中可以看出热阻超出合格标准10%及20%的LED均被筛选出来，从而有效提高了 LED灯具组件的可靠性。
权利要求1.功率半导体LED热阻快速批量筛选装置，其特征在于 该装置从上至下包括热学接触板，被测器件夹具板，针台；热学接触板，包括上下两层上板材、下板材，在下板材上钻有需要测试LED数量的孔； 两板材之间设有铜柱，铜柱由上下两个同心圆柱体组成一体，上面圆柱体大，下面圆柱体小，在上面大的圆柱体上端粘接一弹性碗状压垫，弹性碗状压垫与上板材接触，且上面大的圆柱体下端在下板材上；下面小的圆柱体穿过下板材上的孔；被测器件夹具板，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，每个圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极，LED出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；针台，在与每个LED的两电极对应的位置下面，固结两只朝上的探针，探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过针台上的引线，接入针台的插针接口 ；从探针台接口弓丨出的连线，接入开关选择接口，与开关选择板连接，该板上有与被测器件夹具板上LED数量对等的电子信号控制的继电器，继电器连接门逻辑芯片，开关选择板连接LED热阻测试仪，开关选择板连接计算机，计算机连接到LED热阻测试仪。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，被测器件夹具板相邻两排LED的接地端通过板布线连在一起，每两排LED样品共用一排探针。
专利摘要功率半导体LED热阻快速批量筛选装置属于半导体LED及相关PN结器件热阻考核和筛选技术领域。该装置从上至下包括热学接触板，被测器件夹具板，针台；热学接触板，包括上下两层上板材、下板材，在下板材上钻有需要测试LED数量的孔；被测器件夹具板，在上面制备出多个LED出光端透镜大小的圆孔，每个圆孔两侧直径端对称向外方向各刻出一方形豁口，豁口的侧壁有上下连通的覆铜层两个电极，LED出光端朝下，管座端朝上；且LED管座端对准上述小的圆柱体；针台，在与每个LED的两电极对应的位置下面，固结两只朝上的探针，探针下方设有弹簧，并且探针外引出LED的电极，并通过针台上的引线，接入针台的插针接口。
文档编号G01R31/26GK202159116SQ20112024901
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者冯士维, 周舟, 张光沉, 李静婉, 程尧海, 郭春生 申请人:北京工业大学