專(zhuān)利名稱(chēng)：電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻前遮光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻前遮光方法屬于半導(dǎo)體光電子學(xué)器件參數(shù)的測(cè)量分析領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件的工作溫升會(huì)影響其很多的參數(shù)，特別是影響器件的可靠性和工作壽命等重要因素。溫升的大小與器件消耗的功率有關(guān)，同時(shí)也與器件的散熱能力有關(guān)。描述半導(dǎo)體器件散熱能力的參數(shù)通常用熱阻Rth。它的定義是設(shè)器件所消耗的功率(即變?yōu)闊崮艿墓β?為W，器件的溫升為ΔT，則熱阻Rth＝ΔT/W。即消耗的單位功率所引起的溫升。熱阻不但是半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器重要的產(chǎn)品指標(biāo)之一，也是分析、研究和考核器件可靠性的重要手段。本技術(shù)適用于利用半導(dǎo)體器件本身電學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器的工作溫升和熱阻，可廣泛應(yīng)用于結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器的生產(chǎn)測(cè)量領(lǐng)域，以及研究、開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。
半導(dǎo)體發(fā)光器件的工作溫升的測(cè)量主要有1、光譜法。利用所發(fā)的峰值光譜波長(zhǎng)隨溫度升高，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的紅移(向長(zhǎng)波方向移動(dòng))。根據(jù)波長(zhǎng)偏移量，測(cè)出溫升；2、電學(xué)法。利用正向小電流下，半導(dǎo)體PN結(jié)結(jié)電壓隨溫度升高，線(xiàn)性減少，即Vj＝Vj0-αT。只要在已知的兩個(gè)溫度下，測(cè)出其溫度系數(shù)α，再測(cè)量出器件工作時(shí)其恒定小電流下的Vj的減少量ΔVj，除以溫度系數(shù)α，就得到了其工作的溫升ΔT＝ΔVj/α。
熱阻測(cè)量的方法是首先測(cè)得到器件的工作溫升ΔT，然后再測(cè)量出用于產(chǎn)生溫升的熱耗散功率Wth。這樣其比值ΔT/Wth就是熱阻。但熱耗散功率Wth的測(cè)量需要另外一些方法。因?yàn)橥ǔ＝o器件所施加的電功率為工作電壓V，工作電流I，總功率W＝VI。對(duì)于發(fā)光管或激光器來(lái)說(shuō)，其中的一部分功率以光能Wop的形式發(fā)射出去了。這樣Wth＝W-Wop。只有準(zhǔn)確測(cè)得了輸出光的功率Wop，熱耗散功率也就測(cè)量出來(lái)了。目前廣泛使用的方法是，不但要測(cè)量處所施加的電功率W＝VI，還要測(cè)量出其光功率Wop，然后得到其熱耗散功率，求出熱阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在進(jìn)行電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器溫升之前，使用一種遮蓋住輸出光的方法，使發(fā)光管的輸出光反射回器件，被器件或器件覆蓋層吸收，這樣所施加的功率全部變?yōu)闊峁β?，從而避免再測(cè)量其輸出光功率的步驟，從而大大簡(jiǎn)化測(cè)量步驟提高測(cè)量的可適用性。
一種電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻前遮光方法，其特征在于，它包括以下步驟(1)將被測(cè)器件1即結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器，其結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管座面或激光器管座面，均勻涂上導(dǎo)熱脂3粘在恒溫平臺(tái)2上，見(jiàn)圖1；(2)將被測(cè)器件1的導(dǎo)線(xiàn)4引出以備測(cè)量使用；(3)將反光材料6遮蓋住結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器的光輸出端5，使光不能夠輸出來(lái)；將黑色吸收材料7附著在反光材料6的外面，吸收部分透出來(lái)的光，見(jiàn)圖2；(4)這種遮蓋處理好的被測(cè)器件1即結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器，測(cè)量其工作時(shí)的工作溫升ΔT和施加的電功率W，其比值ΔT/W就是測(cè)量的被測(cè)器件熱阻。
本發(fā)明不必再單獨(dú)測(cè)量其光輸出功率。由于輸出的光能全部反射回器件，又增加了黑色吸收層，此時(shí)的電功率W就是消耗的熱功率Wth。其比值ΔT/W就是測(cè)量的被測(cè)器件熱阻。
此發(fā)明可應(yīng)用于所有用電學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或結(jié)型半導(dǎo)體激光器的熱阻測(cè)量。由于遮蓋后的發(fā)光管和激光器沒(méi)有直接的光輸出，而是變?yōu)橐环N黑體輻射，所以該遮蓋處理方法也可用于使用紅外熱像儀測(cè)量溫度發(fā)光管或激光器的工作溫升和熱阻。


圖1被測(cè)器件1的安裝和連接圖2反光材料6和黑色吸收材料7的安裝1被測(cè)器件；2恒溫平臺(tái)；3導(dǎo)熱脂；4導(dǎo)線(xiàn)；5光輸出端，6反光材料，7黑色吸收材料
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，說(shuō)明本發(fā)明提供的電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻前遮蓋方法，它包括以下步驟(1)將被測(cè)器件1，如大功率輸出5W白光發(fā)光管其管座面均勻涂上導(dǎo)熱脂3(如KDZ-2導(dǎo)熱脂。航空航天部北京材料工藝研究所)粘在恒溫平臺(tái)2，恒溫平臺(tái)表面是導(dǎo)熱性好的金屬薄板(如銅板)，并帶有溫度控制裝置(如歐陸溫控儀)，保證平臺(tái)為恒定溫度；(見(jiàn)圖1)；(2)將被測(cè)器件1的兩根導(dǎo)線(xiàn)4引出并連接到外面，并連接到測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量裝置。
(3)將反光性能好的軟性材料6例如鋁箔、錫紙等，遮蓋住發(fā)光管或激光器的光輸出端5，使光不能夠輸出來(lái)；將黑色吸收材料7，如黑色膠帶、黑色橡皮泥或黑色瀝青膠(瀝青膠需使用電吹風(fēng)機(jī)加熱，使其變軟或熔化)，后附著在反光材料6的外面，吸收部分透出來(lái)的光(見(jiàn)圖2)；或用黑色橡皮泥先壓好光輸出端的模型，再將模型內(nèi)涂抹或噴好高反光材料(如銀粉)，罩在發(fā)光管的光輸出端。黑色橡皮泥不宜過(guò)厚。
(4)將這種遮蓋處理好的結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器接入專(zhuān)門(mén)的熱阻測(cè)試儀或使用其它現(xiàn)有設(shè)備。
可使用專(zhuān)門(mén)的結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻測(cè)試儀，或使用HP54501A100MHz數(shù)字示波器連同一些電源開(kāi)關(guān)電路。即可測(cè)量出被測(cè)器件的溫升和熱阻。
權(quán)利要求
1.一種電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻前遮光方法，其特征在于，它包括以下步驟1)將被測(cè)器件(1)即結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器，其結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管座面或激光器管座面，均勻涂上導(dǎo)熱脂(3)粘在恒溫平臺(tái)(2)上；2)將被測(cè)器件(1)的導(dǎo)線(xiàn)(4)引出以備測(cè)量使用；3)將反光材料(6)遮蓋住結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器的光輸出端(5)，使光不能夠輸出來(lái)；將黑色吸收材料(7)附著在反光材料(6)的外面，吸收部分透出來(lái)的光；4)這種遮蓋處理好的被測(cè)器件(1)即結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器，測(cè)量其工作時(shí)的工作溫升ΔT和施加的電功率W，其比值ΔT/W就是測(cè)量的被測(cè)器件熱阻。
全文摘要
電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器熱阻前遮光方法屬半導(dǎo)體光電子學(xué)器件參數(shù)的測(cè)量領(lǐng)域。它包括以下步驟將被測(cè)器件即結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器，其管座面均勻涂上導(dǎo)熱脂粘在恒溫平臺(tái)上；將被測(cè)器件的導(dǎo)線(xiàn)引出以備測(cè)量；將反光材料(6)遮蓋住被測(cè)器件的光輸出端；將黑色吸收材料(7)附著在反光材料的外面；測(cè)量其工作時(shí)的工作溫升ΔT和施加的電功率W，其比值ΔT/W即熱阻。發(fā)明目的在進(jìn)行電學(xué)法測(cè)量結(jié)型半導(dǎo)體發(fā)光管或激光器溫升之前，使用一種遮蓋住輸出光的方法，使發(fā)光管的輸出光反射回器件，被器件或器件覆蓋層吸收，這樣所施加的功率全部變?yōu)闊峁β剩瑥亩苊庠贉y(cè)量其輸出光功率的步驟，從而大大簡(jiǎn)化測(cè)量步驟提高測(cè)量的可適用性。
文檔編號(hào)G01R31/26GK1621856SQ200410101249
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者馮士維, 謝雪松, 呂長(zhǎng)志, 張小玲, 楊集, 李瑛 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)