[发明专利]一种电子元件高低温实验装置

说明书

本发明公开了一种电子元件高低温实验装置，包括箱体、转动盘和电机，所述箱体中设有隔热板，隔热板将箱体分隔为上方的加热腔和下方的冷却腔，所述转动盘设于箱体内，盘面竖直穿过隔热板，一部分处于加热腔中，另一部分处于冷却腔中，所述转动盘的盘面设有用于放置试样的安装凸台，所述电机的转动杆伸入箱体内与转动盘的中心连接，试样在转动盘的带动下在加热腔和冷却腔之间切换。其能够提高加热和冷却效率，减少保温时间，并且变温响应迅速，加热和冷却均匀，提高高低温实验效率。

技术领域

本发明涉及电子元件可靠性测试设备，具体涉及电子元件高低温实验装置。

背景技术

目前大功率器件的逐步推广和应用，封装密度也越来越高，焊点尺寸越来越小数量越来越多，元器件内部电功率越来越大，热流密度也越来越高，为了发挥其性能而进行冷却降温，元件焊点在服役中将承受着高频率、急剧的温度变化，必将导致元器件内部各种材料的热膨胀系数失配，以及起连接作用的焊点承受着应力应变的循环变化，进而引起焊点的热疲劳破坏，导致整个封装器件的失效。研究表明，在IGBT，LED中，热循环的次数对多孔焊点的机械性能和导热系数有很大的影响。孔隙边界是应变集中的关键区域，热循环次数的增加也会导致孔隙的增长和聚结。

在这些复杂的组件中，由于部件中的热膨胀系数之间的不一致性导致的热机械应力，将会导致各种不同模式的失效。电子元件中的热循环是功率半导体退化的根本原因，并且可能涉及引线键合，基板、芯片或焊料互连。根据文献，电子元件中的焊点是最容易发生机械退化的部位，所以急需要一种快速热循环装置来对微电子产品的可靠性进行评估，因其可以减少寿命测试的循环时间，可增加加热和冷却率，减少保温时间和增加应用温度的范围。但是采用加速热循环方式对于焊点热疲劳行为还研究较少，尤其是在设备的开发和利用上还需进一步的探索。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子元件高低温实验装置，其能够提高加热和冷却效率，减少保温时间，并且变温响应迅速，加热和冷却均匀，提高高低温实验效率。

本发明所述的电子元件高低温实验装置，包括箱体、转动盘和电机，所述箱体中间设有隔热板，隔热板将箱体分隔为上方的加热腔和下方的冷却腔，所述转动盘设于箱体内，盘面竖直穿过隔热板，一部分处于加热腔中，另一部分处于冷却腔中，所述转动盘的盘面设有用于放置试样的安装凸台，所述电机的转动杆伸入箱体内与转动盘的中心连接， 试样在转动盘的带动下在加热腔和冷却腔之间切换。

进一步，所述加热腔内设有多块加热片，所述冷却腔内填充有冷却液。

进一步，所述加热片与箱体外部的恒温控制器连接，所述冷却液与箱体外部的制冷组件和泵体管路连接。

进一步，所述加热腔中设有感应加热线圈和进给组件，所述进给组件驱动感应加热线圈靠近试样运动或远离试样运动；

所述转动盘在安装凸台周围设有与感应加热线圈位置相对应的避让槽。

进一步，所述进给组件包括导杆、第一连杆、第二连杆、第一支撑杆和第二支撑杆，所述导杆一端设有导轮，该导轮与转动盘外周面的滑槽滚动配合，另一端与第一连杆的一端固定，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与感应加热线圈固定连接，所述第一支撑杆和第二支撑杆的一端固定于加热腔的内侧壁上，第一支撑杆的另一端与第一连杆的中部转动连接，第二支撑杆的另一端与第二连杆的中部转动连接；所述滑槽设有一处转角，该转角朝转动盘远离试样的端面凸起，当导杆运动至转角处时，感应加热线圈在导杆、第一连杆和第二连杆的带动下罩住试样。

进一步，所述加热腔和冷却液中设有测温热电偶。

进一步，所述冷却液为去离子水和乙二醇的混合溶液，冰点为-69℃，去离子水和乙二醇的体积比为1：2。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果。