[发明专利]功率半导体LED热阻快速批量筛选装置和方法

说明书

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。该发明主要应用于快速、非破坏性确定器件热阻过大的方法和装置。

背景技术：

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匀性，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。本发明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。

发明内容：

本发明的主要发明点在于：设计了可容纳百颗LED的夹具，保证每颗LED的热学接触状况均匀一致，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ΔVn。结电压变化除以温度系数α和功率P，即为热阻Rth＝ΔVn/αP。热阻超出合格标准的LED被快速批量筛选出来。

本发明的装置和方法，可以对测量LED的个数实现较好的扩展性。

附图说明

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；