[发明专利]一种高精度的热阻测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及PCB(印制电路板)基板水平/垂直方向的热阻值和导热系数的测试，特别涉及一种适用于高亮度LED用PCB的导热性能评估的测试装置及测试方法。

背景技术

近些年来，随着联合国节能减排的号召，我国在绿色能源方面的倡导，LED发展势头迅猛。作为LED电路承载的PCB承担着重要的热通道作用，导热性已经成为PCB可靠性的重要评估要素。特别是对有大功率要求的PCB，PCB导热性评估更是必不可少。PCB实际上是多种材料经过一系列制程后的复合体，它的热阻值和导热系数并不是某一个材料的热参量，而是一个等效值，不同材料组合和辅助处理对PCB的导热性影响是不同的。

目前，现有的热阻测试仪只能对PCB进行垂直方向的热阻和导热系数测试，而没有对其水平方向的热阻和导热系数进行测试的功能，只对垂直方向测得的数据无法进行更加系统、有效的分析，其评估方式缺乏准确性与说服力。如何引入水平方向的热阻和导热系数的测试，更加有效地对PCB的导热性能更加系统全面、准确地进行评估，是当前急需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种高精度、高效率以及操作方便的热阻测试装置，该热阻测试装置通过增加水平方向的热阻和导热系数的功能，使得对PCB的导热性能的评估更加准确有效和评估方式也更加系统全面。

本发明是通过以下技术方案实现的：

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，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。

较佳地，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。

优选地，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，该温度传感器将获取的温度反馈至所述控制系统；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。

优选地，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。

本发明提供的热阻测试装置，其测试方法步骤如下：

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，即M为可预定的常数温度值；

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；