[發明專利]一種基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 202011369727.9
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112540100A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 秦紅波;雷楚宜;岳武;丁超;秦薇;李望云;黃家強;蔡苗;張國旗
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;H01L35/32;F25B21/02
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 張學平

1.一種基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置，其特征在于，

包括致熱結構、致冷結構、試樣和加固板組件，所述致熱結構和所述致冷結構上下設置，所述致熱結構位于所述致冷結構的下方，所述試樣設置在所述致熱結構和所述致冷結構之間，所述加固板組件分別從上下兩側夾持所述致熱結構和所述致冷結構；

所述加固板組件包括第一金屬板、第二金屬板和四組連接螺栓，所述第一金屬板和所述第二金屬板相對設置，所述第一金屬板與所述致熱結構抵持，所述第二金屬板與所述致冷結構抵持，四組所述連接螺栓分別貫穿所述第一金屬板和所述第二金屬板活動連接，每組所述連接螺栓上均設置有適配的螺母。

2.如權利要求1所述的基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置，其特征在于，

所述致熱結構包括第一致熱基板、第二致熱基板、第三致熱基板、若干個致熱板P型半導體和若干個致熱板N型半導體，所述第一致熱基板、所述第二致熱基板和所述第三致熱基板兩兩相對設置，所述第一致熱基板位于所述第二致熱基板上方，所述第三致熱基板位于所述第二致熱基板下方，所述第二致熱基板到所述第一致熱基板和所述第三致熱基板的間隙相等，所述致熱板P型半導體和所述致熱板N型半導體布置在間隙內，間隙內所述致熱板P型半導體和所述致熱板N型半導體的數量適配，每對所述致熱板P型半導體和所述致熱板N型半導體之間設置致熱板銅布線。

3.如權利要求2所述的基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置，其特征在于，

所述致冷結構包括第一致冷基板、第二致冷基板、第三致冷基板、若干個致冷板P型半導體和若干個致冷板N型半導體，所述第一致冷基板、所述第二致冷基板和所述第三致冷基板兩兩相對設置，所述第一致冷基板位于所述第二致冷基板下方，所述第三致冷基板位于所述第二致冷基板上方，所述第二致冷基板到所述第一致冷基板和所述第三致冷基板的間隙相等，所述致冷板P型半導體和所述致冷板N型半導體布置在間隙內，間隙內所述致冷板P型半導體和所述致冷板N型半導體的數量適配，每對所述致冷板P型半導體和所述致冷板N型半導體之間設置致冷板銅布線。

4.如權利要求3所述的基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置，其特征在于，

所述試樣包括第一PCB板、第二PCB板和若干個焊點，所述第一PCB板和所述第二PCB板相對設置，所述焊點設置在所述第一PCB板和所述第二PCB板之間，若干個所述焊點呈陣列布置，所述第一PCB板和所述第二PCB板上均設置有銅布線，若干個所述焊點之間通過銅布線連接形成導通的回路。

5.如權利要求4所述的基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置，其特征在于，

所述致熱結構和所述致冷結構之間用導線連接，所述致熱結構和所述致冷結構的尺寸適配。

6.如權利要求5所述的基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置，其特征在于，

所述第一致熱基板與所述第一金屬板的接觸面涂設有導熱硅脂，所述第三致冷基板與所述第二金屬板的接觸面涂設有導熱硅脂，所述試樣與所述致熱結構和所述致冷結構的接觸面均涂設有導熱硅脂。

7.采用如權利要求6所述的基于珀爾帖效應的微焊點熱遷移裝置的測試方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一：水平放置所述第一金屬板，將所述致熱結構放置在所述第一金屬板上；

步驟二：將所述試樣放置于所述致熱結構上；

步驟三：放置所述致冷結構在所述試樣上方，所述致冷結構和所述致熱結構重疊對齊放置；

步驟四：將所述第二金屬板放置在所述致冷結構上方；

步驟五：使用四組所述連接螺栓連接所述第一金屬板和所述第二金屬板，擰緊螺母；

步驟六：將電源的正極和負極通過所述致熱板銅布線接入，并與所述致熱結構中的一對所述致熱板P型半導體和所述致熱板N型半導體相連，接入直流電；

步驟七：開始進行熱遷移測試，采用熱電偶測溫儀測試所述第三致熱基板和所述第一致冷基板的溫度；

步驟八：采用有限元軟件進行仿真模擬；以測試得到的溫度作為試樣焊點的邊界條件，通過有限元電熱耦合分析，可獲取試樣焊點的溫度梯度，從而獲得可靠穩定的微焊點熱遷移數據。