一种用于检测结温的脉冲调制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测结温的脉冲调制装置，用于检测半导体器件的结温，脉冲调制装置分别与CCD相机和电流发生装置相连，电流发生装置与半导体器件相连，CCD相机与监测控制装置相连；脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至CCD相机，脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至电流发生装置，脉冲调制装置检测半导体的电流，电流发生装置输出电流至半导体器件，光源发射装置发出入射光至半导体器件，CCD相机采集半导体器件的反射光生成对应的电信号，检测控制装置对电信号进行处理并计算得到半导体器件的结温。本发明专利技术提高了测结温过程的信噪比，保证了测量结温的准确性，只需要CCD相机采集两次反射光信号即可计算出结温。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测结温的脉冲调制装置
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种用于检测结温的脉冲调制装置。
技术介绍
结温是电子设备中半导体器件的实际工作温度。结温是半导体器件最重要、最基础的热学参数之一，直接影响器件性能以及寿命。结温作为半导体器件研发、测试过程中必不可少的环节，结温特性检测对器件的设计优化、工艺改进、失效分析都有着重要的指导意义。现有技术中结温的检测易受CCD相机噪声、环境光照等因素干扰，测量过程信噪比低，导致结温测量不准确。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种用于检测结温的脉冲调制装置，旨在解决现有技术中结温测量不准确的问题。本专利技术实施例第一方面提供了一种用于检测结温的脉冲调制装置，用于检测半导体器件的结温；所述脉冲调制装置分别与所述CCD相机和所述电流发生装置相连，所述电流发生装置与所述半导体器件相连，所述CCD相机与所述监测控制装置相连；所述脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至所述CCD相机，所述脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至所述电流发生装置，所述电流发生装置输出电流至所述半导体器件，所述光源发射装置发出入射光至所述半导体器件，所述CCD相机采集所述半导体器件的反射光生成对应的电信号，所述检测控制装置对所述电信号进行处理并计算得到所述半导体器件的结温。在一个实施例中，所述电信号与所述反射光的反射率满足以下关系：在理想情况下：其中，R(x,y,t)为反射率，R0(x,y)为所述半导体器件变温周期过程的平均反射率，ΔR(x,y)为所述半导体器件变温周期中反射率最大变化量；其中，I1、I2、I3、I4分别为理想情况下的电信号值，α是反射率与CCD相机电流强度的转换系数；A为所述半导体器件在调制电流控制下的温度变化周期；在实际情况下，由于半导体器件温度只会在室温基础上升高，上述公式变为：其中，R0(x,y)为所述平均反射率，ΔR1(x,y)为所述反射率最大变化量的二分之一，R1(x,y,t)为实际的反射率；其中，分别为实际情况下的电信号值，α是反射率与所述CCD相机的电流强度的转换系数。则有：综上可以推出ΔR(x,y)与R0(x,y)的关系为：在一个实施例中，所述结温与ΔR(x,y)、R0(x,y)满足以下关系：其中，Tc为所述半导体器件加电之前的环境温度，Tj为所述半导体器件加电后最高结温，ΔT为所述半导体器件温度变化量，CTR为热反射率校准系数。在一个实施例中，所述脉冲调制装置包括脉冲信号发生模块和开关通断模块；所述脉冲信号发生模块的输入端为所述脉冲调制装置的第一输入端，所述脉冲信号发生模块的第一输出端与所述开关通断模块的第一输入端相连，所述脉冲信号发生模块的第二输出端为所述脉冲调制装置的第二输出端，所述开关通断模块的输出端为所述脉冲调制装置的第一输出端，所述开关通断模块的第二输入端为所述脉冲调制装置的第二输入端。在一个实施例中，所述开关通断模块包括开关管。在一个实施例中，所述脉冲信号发生模块包括通信单元、控制单元和复位单元；所述通信单元的输入端为所述脉冲信号发生模块的输入端，所述通信单元的第一输出端、第二输出端分别与所述控制单元的第一输入端、第二输入端一一对应相连，所述控制单元的第一输出端和第二输出端分别为所述脉冲信号发生模块的第一输出端和第二输出端，所述复位单元的输出端与所述控制单元的第三输入端相连；所述通信单元将所述外部通信模块的输出信号经过处理后输出至所述控制单元，所述控制单元输出两路脉冲信号，所述复位单元对所述控制单元进行复位。在一个实施例中，所述通信单元包括串口芯片，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；所述串口芯片的C1+脚与所述电容C1的第一端相连，所述电容C1的第二端与所述串口芯片的C1-脚相连，所述串口芯片的C2+脚与所述电容C2的第一端相连，所述串口芯片的C2-脚与所述电容C2的第二端相连，所述串口芯片的VCC脚与所述电容C3的第一端、所述电容C5的第一端共接接入外接电源，所述串口芯片的V+脚与所述电容C3的第二端相连，所述串口芯片的V-脚与所述电容C4的第一端相连，所述串口芯片的GND脚与所述电容C4的第二端、所述电容C5的第二端共接接地，所述串口芯片的T1IN脚为所述通信单元的第一输出端，所述串口芯片的R1OUT脚为所述通信单元的第二输出端。在一个实施例中，所述控制单元包括单片机芯片、晶振、电容C6和电容C7；所述单片机芯片的P3.1/TXD脚为所述控制单元的第一输入端，所述单片机芯片的P3.0/RXD脚为所述控制单元的第二输入端，所述单片机芯片的RST脚为所述控制单元的第三输入端，所述单片机芯片的XTAL2脚与所述晶振的第一端、所述电容C6的第一端共接，所述单片机芯片的XTAL1脚与所述晶振的第二端、所述电容C7的第二端共接，所述电容C6的第二端与所述电容C7的第一端共接接地。在一个实施例中，所述复位单元包括电容C8、电阻R1、电阻R2和复位开关；所述复位开关的第一端与所述电容C8的第一端共接接入外接电源，所述复位开关的第二端与所述电阻R1的第一端相连，所述电阻R1的第二端、所述电容C8的第二端、所述电阻R2的第一端共接形成所述复位单元的输出端，所述电阻R2的第二端接地。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术通过设置脉冲调制装置发出一路脉冲控制CCD相机周期行采集所述半导体器件的反射光信号，脉冲调制装置发出另一路脉冲控制对半导体器件周期性加电，提高了测结温过程的信噪比，保证了测量结温的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一个实施例提供的脉冲调制装置应用于结温检测系统的结构示意图；图2为本专利技术的另一个实施例提供的脉冲调制装置应用于结温检测系统的结构示意图；图3为本专利技术的一个实施例提供的图1中脉冲调制装置的结构示意图一；图4为本专利技术的一个实施例提供的图1中脉冲调制装置的结构示意图二；图5为本专利技术的一个实施例提供的图3中脉冲调制装置的第二输出端的结构示意图；图6为本专利技术的一个实施例提供的图5的左视图；图7为本专利技术的一个实施例提供的图3中脉冲信号发生模块的结构示意图；图8为本专利技术的一个实施例提供的脉冲调制下的反射率和温度随时间的变化示意图；图9为本专利技术的一个实施例提供的在脉冲调制下实际加电过程中半导体器件的温度变化曲线示意图；图10为本专利技术的一个实施例提供的加热功率与温度的变化关系示意图；图11为本专利技术的一个实施例提供的测量结温时脉冲调制时序图。其中：1、脉冲调制装置；2、CCD相机；3、电流发生装置；4、半导体器件；5、检测控制装置；6、光源发射装置；7、外部通信模块；9、第一输入端；10、第二输入端；11、第一输出端；12、第二输出端；100、脉冲信号发生模块；200、开关通断模块；110、通信单元；120、复位单元；130、控制单元。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，用于检测半导体器件的结温；所述脉冲调制装置分别与所述CCD相机和所述电流发生装置相连，所述电流发生装置与所述半导体器件相连，所述CCD相机与所述监测控制装置相连；所述脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至所述CCD相机，所述脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至所述电流发生装置，所述电流发生装置输出电流至所述半导体器件，所述光源发射装置发出入射光至所述半导体器件，所述CCD相机采集所述半导体器件的反射光生成对应的电信号，所述检测控制装置对所述电信号进行处理并计算得到所述半导体器件的结温。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，用于检测半导体器件的结温；所述脉冲调制装置分别与所述CCD相机和所述电流发生装置相连，所述电流发生装置与所述半导体器件相连，所述CCD相机与所述监测控制装置相连；所述脉冲调制装置发出第一脉冲信号传输至所述CCD相机，所述脉冲调制装置发出第二脉冲信号传输至所述电流发生装置，所述电流发生装置输出电流至所述半导体器件，所述光源发射装置发出入射光至所述半导体器件，所述CCD相机采集所述半导体器件的反射光生成对应的电信号，所述检测控制装置对所述电信号进行处理并计算得到所述半导体器件的结温。2.如权利要求1所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述电信号与所述反射光的反射率满足以下关系：在理想情况下：其中，R(x,y,t)为反射率，R0(x,y)为所述半导体器件变温周期过程的平均反射率，ΔR(x,y)为所述半导体器件变温周期中反射率最大变化量；其中，I1、I2、I3、I4分别为理想情况下的电信号值，α是反射率与CCD相机电流强度的转换系数；A为所述半导体器件在调制电流控制下的温度变化周期；在实际情况下，由于器件温度只会在室温基础上升高，上述公式变为：其中，R0(x,y)为所述平均反射率，ΔR1(x,y)为所述反射率最大变化量的二分之一，R1(x,y,t)为实际的反射率；其中，分别为实际情况下的电信号值，α是反射率与所述CCD相机的电流强度的转换系数。则有：综上可以推出ΔR(x,y)与R0(x,y)的关系为：。3.如权利要求2所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述结温与ΔR(x,y)、R0(x,y)满足以下关系：其中，Tc为所述半导体器件加电之前的环境温度，Tj为所述半导体器件加电后最高结温，ΔT为所述半导体器件温度变化量，CTR为热反射率校准系数。4.如权利要求1所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述脉冲调制装置包括脉冲信号发生模块和开关通断模块；所述脉冲信号发生模块的输入端为所述脉冲调制装置的第一输入端，所述脉冲信号发生模块的第一输出端与所述开关通断模块的第一输入端相连，所述脉冲信号发生模块的第二输出端为所述脉冲调制装置的第二输出端，所述开关通断模块的输出端为所述脉冲调制装置的第一输出端，所述开关通断模块的第二输入端为所述脉冲调制装置的第二输入端。5.如权利要求4所述的用于检测结温的脉冲调制装置，其特征在于，所述开关通断模块包括开关管。6.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灏，翟玉卫，付少辉，梁法国，刘岩，郑世棋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13