[發明專利]半導體器件瞬態熱測試裝置

有效

• 申請號: 201310284378.4
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103344662A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張建華;闕秀福;黃元昊
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種半導體器件瞬態熱測試裝置，包括主控電路板（100）、恒流源大小電流及開關切換模塊（200）、加熱驅動模塊（400）、加熱模塊（300）、高速數據采集卡（500）、上位機PC（600）、開關電源模塊（700），其特征在于：所述開?關電源模塊（700）為所述主控電路板（100）、恒流源大小電流及開關切換模塊（200）和加熱驅動模塊（400）供電；所述恒流源大小電流及開關切換模塊（200）與待測器件（001）和所述主控電路板（100）連接，為所述待測器件（001）提供大小電流值；所述加熱模塊（300）與所述加熱驅動模塊（400）連接，所述加熱驅動模塊（400）與所述主控電路板（100）連接，所述待測器件（001）固定安裝在所述加熱模塊（300）上，所述加熱模塊（300）直接對所述待測器件（001）進行加熱，并通過所述加熱模塊（300）的傳感器（301）將溫度信號反饋給所述主控電路板（100），實時調整所述加熱模塊（300）的輸出電流，維持所述加熱模塊（300）溫度的恒定，實現通過控制為所述待測器件（001）提供恒定的測試溫度；所述高速數據采集卡（500）連接所述待測器件（001）和所述上位機PC（600），采集所述待測器件（001）的測試值并傳送至所述上位機PC（600）；所述主控電路板（100）與所述上位機PC（600）通過串口連接，由所述上位機PC（600）完成數據后處理并顯示結果。

2.根據權利要求1所述的半導體器件瞬態熱測試裝置，其特征在于：所述主控電路板（100）包括一個核心控制模塊（110）、一個狀態顯示模塊（120），所述核心控制模塊（110）與所述狀態顯示模塊（120）連接，所述狀態顯示模塊（120）用于反映系統的工作模式；所述核心控制模塊（110）有定時器TIM?x端口（112）、串口（114）、AD轉換端口（116）和普通端口（118）；所述定時器TIM?x端口（112）利用定時器產生3路脈寬調制波（PWM），其中2路脈寬調制波（PWM）分別控制恒流源大電流、恒流源小電流，使其電流恒定，另1路脈寬調制波（PWM）轉化為恒流后控制加熱模塊（300）的溫度；所述核心控制模塊（110）的普通端口（118）給出控制信號控制所述恒流源大小電流及開關切換模塊（200）中一個開關切換模塊（250）中的開關，從而控制所述待測器件（001）上大、小恒流的切換；所述AD轉換端口（118）將所述加熱模塊（300）反饋的溫度信號轉換為數字信號，傳輸至所述核心控制模塊（110）進行后續處理，將該時刻的溫度信號和上一時刻的溫度信號進行對比，得出差值后運用PID算法求得該時刻的輸出信號，并以脈寬調制信號的形式傳輸至所述加熱驅動模塊（400）；所述普通端口（118）還用于控制所述狀態顯示模塊（120），從而反映系統的工作模式；所述串口（114）用于與所述上位機PC（600）進行通訊，將所述主控電路板（100）中的大小電流值，溫度值傳送至所述上位機PC（600）進行后處理。

3.根據權利要求1所述的半導體器件瞬態熱測試裝置，其特征在于：所述恒流源大小電流及開關切換模塊（200）基于運算放大電路搭建，由輸入整形模塊（210）、電壓跟隨模塊（220）、低通濾波模塊（230）、恒流驅動模塊（240）和開關切換模塊（250）依次串聯構成；所述輸入整形模塊（210）由電阻R1（211）和電容C1（212）組成RC低通濾波器，用于將輸入脈寬調制信號（PWM）轉化為鋸齒信號；所述電壓跟隨模塊（220）由電阻R2（221）和集成運放1（222）組成電壓跟隨器起緩沖作用，使信號耗散在前級的比重降低；所述二階濾波模塊（230）由電阻R3（231）、電阻R4（234）、電容C2（232）、C3（233）和集成運放2（235）組成二階低通濾波器為信號濾去毛刺部分；所述恒流驅動模塊（240）由集成運放3（244）和外圍電路組成線性控制電路，將鋸齒信號和參考電壓進行對比后輸出對應的控制信號，并將此控制信號加在場效應管的門級，從而實現對輸出電流的調整并給出恒流信號；所述開關切換模塊（250）由電阻R10（251）、電阻R11（253）、電阻R12（255）、三極管Q1（252）和場效應管MOSFET（254）構成，為主控電路板（100）給出控制信號到場效應管MOSFET（251）的柵極，從而控制恒流源信號的通斷。