[发明专利]一种高精度的热阻测试装置及其测试方法

权利要求书

1.一种高精度的热阻测试装置，包括机壳，机壳内设置有控制系统，所述机壳的一侧面设置有操作面板，机壳上设置有用于测试待测基板垂直方向的热阻和导热系数的垂直方向检测平台，所述垂直方向检测平台与操作面板均与所述控制系统电性连接，其特征在于：所述机壳上还设置有用于测试待测基板水平方向的热阻和导热系数的水平方向检测平台，该水平方向检测平台与所述控制系统电性连接，所述热阻测试装置还包括当测试时放置于垂直方向检测平台或水平方向检测平台上的、用于使待测基板处于密闭环境内进行测试的密封罩。

2.根据权利要求1所述的热阻测试装置，其特征在于：所述水平方向检测平台包括一支撑架，所述支撑架包括底板、设置于底板上且与底板垂直的竖板、以及设置于所述竖板上的水平测试板，所述水平测试板上设置有用于与所述测试系统电性连接的导线以及用于固定待测基板的卡座，在与所述水平测试板同一侧的支撑架上设置有用于获取环境温度并将环境温度反馈至控制系统的温度传感器。

3.根据权利要求1或2所述的热阻测试装置，其特征在于：所述垂直方向检测平台包括水循环温控系统、用于放置待测的待测基板的金属块，所述水循环温控系统包括水箱，均与水箱连接的加热装置以及散热装置，所述水箱内顶部设置有测试水槽，水箱的侧壁设置有用于测试所述测试水槽内水温的温度传感器以及用于为测试水槽加水的加水口，所述金属块设置于所述水箱顶部，所述金属块部分伸进测试水槽内，且所述金属块置于测试水槽外的部分设置有温度传感器。

4.根据权利要求3所述的热阻测试装置，其特征在于：所述水箱内位于测试水槽的下方设置有备用水槽，测试水槽的侧壁设置有与备用水槽连通的水位限高孔，且在水箱外所述测试水槽通过设置有水泵的管路与备用水槽连接。

5.根据权利要求3所述的热阻测试装置，其特征在于：所述待测基板包括基板，设置于基板上的TEG芯片，所述TEG芯片连接有导线且所述TEG芯片内置有电阻计算电路。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的热阻测试装置的测试方法，所述测试方法步骤包括：

步骤一、选择进行水平或垂直方向的导热检测；

步骤二、将焊接有TEG芯片的待测基板放置于相应的检测平台上，并连接好导线；

步骤三、控制系统初始化，获取测试环境的初始温度T₀和TEG芯片的初始电阻R₀，并计算TEG芯片的目标电阻Rt=R₀+R₀*（1+TCR*M），其中，TCR为电阻温度系数,M为TEG芯片的目标变化温度；

步骤四、控制系统向TEG芯片提供功率P，获取TEG芯片的实时电阻Rx，并计算TEG芯片的实时温差ΔT=（Rx-2R₀）/（R₀*TCR）；

步骤五、以TEG芯片的目标电阻Rt为参考值，对功率P进行调整，使TEG芯片的实时电阻Rx等于目标电阻Rt；

步骤六、当TEG芯片的实时电阻Rx稳定地等于目标电阻Rt后，获取此时的测试环境温度T₁，系统提供的功率Px，并计算TEG芯片温度Tx=T₁+ΔT；

步骤七、计算热阻和导热系数，热阻R=（Tx-T₀）/ Px；若为水平方向的导热检测，则其导热系数He=1/（R*S₁），若为垂直方向的导热检测，则其导热系数Ke=t/（R*S₂）；其中，S₁ 为待测基板面积，S₂为TEG芯片面积，t为待测基板厚度；

步骤八，将焊有TEG芯片的待测基板的温度冷却至室温后，对其进行另一个方向的导热检测，重复步骤二至步骤七；当进行水平方向的导热检测时，将所述的待测基板置于一密闭的环境内进行测试。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：在所述的步骤四中，控制系统向TEG芯片提供功率P时，逐步增大功率P，当TEG芯片的实时温差ΔT=M时，则功率P不再增加。

8.根据权利要求6或7所述的测试方法，其特征在于：所述TEG芯片的目标变化温度M优选为M=50℃。