一种多工位结温测试方法技术

本发明专利技术公开了一种多工位结温测试方法，该方法包括以下步骤：S1、获取被测器件的数量数据，并判断被测器件数量是否超过预设阈值，若否，则执行S2，若是，则执行S3；S2、利用通用测试器件结温线路对被测器件数量不超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温；S3、基于通用测试器件结温线路的扩展线路对被测器件数量超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温。本发明专利技术中利用多个模数转换器进行同时采样，且采用MCU内部模数转换器，不仅节省了成本，而且还有效地减少了使用外部模数转换器时MCU的通信交互时间，能够确保同组受试器件中测量时间延时时间一致，提高检测速度。提高检测速度。提高检测速度。

【技术实现步骤摘要】
一种多工位结温测试方法


[0001]本专利技术涉及老炼测试设备
，具体来说，涉及一种多工位结温测试方法。

技术介绍

[0002]间歇寿命试验(Intermittent Operating Life)，是通过对半导体进行间歇性功率施加的方式来加速器件老化过程，主要考核受试器件(DUT)的键合线、基板的焊接可靠性。现有结温测试基本都是电压法，在DUT未施加功率条件下，给定一小恒定电流Im(足够小，以致可忽略其对器件结温的影响)，系统通过采集器件对应的导通压降，并通过已知器件的K系数参数，换算成结温。
[0003]如图1为器件升降温曲线图，器件在Ton时间，施加一定功率，使器件发热，当Ton时间到时，断开施加功率，同时施加脉冲小电流Im，测试对应导通压降U2，测试完毕后进入Toff时间，结温从Tj2降温至Tj1，在Toff时间到时施加同样脉冲电流Im，测得对应导通压降U1。通过K系数公式，得到Tj2、Tj1以及
△
Tj(Tj2
‑
Tj)，K系数公式为：
[0004][0005]式中，Tj表示结温，Us为测量电压值，Ua为升温后所测电压值，Ta为初始温度，K为器件结温Tj和导通压降比例系数。
[0006]由图1所示，在Ton刚结束时(t3时间)，器件降温较快，这是由于刚关闭功率所致，所以在检测该点结温时，时间不能太长，否则会影响Tj检测精度。而在老炼测试设备中，根据AQL抽样或LTPD抽样方案要求，需要多颗DUT同时加载试验，且每个器件都需要进行结温检测。r/>[0007]目前，现有测试方案一般有以下几种：
[0008]1)测试样管：在同一线路上，对多个器件进行IOL老炼，但只测试其中1个样管DUT的结温。显然不适合批量老炼试验，由于器件的差异性，并不能反应出该批所有器件的
△
Tj；
[0009]2)循环检测：每个循环周期只测试一个DUT结温，第一个循环测试第一个DUT结温，第二个循环测试第二个DUT结温，依次类推，直到全部测完，又重新从第一个开始测试。虽然能够测试所有器件结温，但是全部测试完成需要时间太长，若中间过程中器件失效，则无法判断是否由结温超限引起。
[0010]3)曲线模拟方式：预先通过其它设备将被试器件的升降温曲线模拟出来，然后再根据对每个器件对应的测试时间及测试电压，通过软件计算出该器件的Tj2和Tj1。虽然也能显示出每个器件的Tj，由于是通过参考曲线模拟出的，并不能真实反应出每个器件的Tj。
[0011]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0012]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种多工位结温测试方法，在功率半导体尤
其是车规级半导体的间歇寿命试验过程中，监测每个器件的
△
Tj，既能满足快速测试要求，又能实现多工位同时检测，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0013]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0014]一种多工位结温测试方法，该方法包括以下步骤：
[0015]S1、获取被测器件的数量数据，并判断被测器件数量是否超过预设阈值，若否，则执行S2，若是，则执行S3；
[0016]S2、利用通用测试器件结温线路对被测器件数量不超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温；
[0017]S3、基于通用测试器件结温线路的扩展线路对被测器件数量超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温。
[0018]进一步的，所述被测器件的预设阈值为21。
[0019]进一步的，所述通用测试器件结温线路包括恒流电源U、继电器K1、负载IH0、负载IM0及若干被测器件D1～D21；
[0020]其中，若干被测器件D1～D21依次串联并与所述恒流电源U及继电器K1串联，所述负载IH0与负载IM0并联，且所述负载IH0及负载IM0的输入端分别与继电器K1的输出端连接，且所述继电器K1的控制脚RC1由MCU控制，所述负载IH0及负载IM0的输出端与恒流电源U串联。
[0021]进一步的，所述利用通用测试器件结温线路对被测器件数量不超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温包括以下步骤：
[0022]S21、将被测器件数量不超过预设阈值的各个器件依次串联；
[0023]S22、开启恒流源U，将每个器件的顺向电压采用一一对应的方式连接至MCU的模数转换器中进行数据采样；
[0024]S23、检测继电器K1控制脚RC1的电压，当控制脚RC1＝12V时，控制继电器K1连接至负载IH0，器件开始加热；当控制脚RC1＝0V时，控制继电器K1连接至负载IM0，关闭加热，测试结温；
[0025]S24、利用MCU中的定时器进行计时，当计时时间为T＝Ton时，将负载IH0切换至负载IM0；
[0026]S25、一次性同时检测所有器件结温电压，并通过K系数公式换算出器件结温。
[0027]进一步的，所述基于通用测试器件结温线路的扩展线路包括恒流电源U
’
、A组被测器件、B组被测器件、C组被测器件及D组被测器件；
[0028]其中，所述A组被测器件包括继电器K
‑
A、负载IH1、负载IM1及若干被测器件D
‑
A1～D
‑
A21，若干被测器件D
‑
A1～D
‑
A21依次串联并与继电器K
‑
A串联，所述继电器K
‑
A与并联的负载IH1与负载IM1串联；
[0029]所述B组被测器件包括继电器K
‑
B、负载IH2、负载IM2及若干被测器件D
‑
B1～D
‑
B21，若干被测器件D
‑
B1～D
‑
B21依次串联并与继电器K
‑
B串联，所述继电器K
‑
B与并联的负载IH2与负载IM2串联；
[0030]所述C组被测器件包括继电器K
‑
C、负载IH3、负载IM3及若干被测器件D
‑
C1～D
‑
C21，若干被测器件D
‑
C1～D
‑
C21依次串联并与继电器K
‑
C串联，所述继电器K
‑
C与并联的负载IH3与负载IM3串联；
[0031]所述D组被测器件包括继电器K
‑
D、负载IH4、负载IM4及若干被测器件D
‑
D1～D
‑
D21，若干被测器件D
‑
D1～D
‑
D21依次串联并与继电器K
‑
D串联，所述继电器K
‑
D与并联的负载IH4与负载IM4串联；
[0032]所述A组被测器件、B组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多工位结温测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、获取被测器件的数量数据，并判断被测器件数量是否超过预设阈值，若否，则执行S2，若是，则执行S3；S2、利用通用测试器件结温线路对被测器件数量不超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温；S3、基于通用测试器件结温线路的扩展线路对被测器件数量超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温。2.根据权利要求1所述的一种多工位结温测试方法，其特征在于，所述通用测试器件结温线路由恒流电源U、继电器K1、负载IH0、负载IM0及若干被测器件D1～D21构成；其中，若干被测器件D1～D21依次串联并与所述恒流电源U及继电器K1串联，所述负载IH0与负载IM0并联，且所述负载IH0及负载IM0的输入端分别与继电器K1的输出端连接，且所述继电器K1的控制脚RC1由MCU控制，所述负载IH0及负载IM0的输出端与恒流电源U串联。3.根据权利要求2所述的一种多工位结温测试方法，其特征在于，所述利用通用测试器件结温线路对被测器件数量不超过预设阈值的器件进行结温测试，并分析计算获取各器件的结温包括以下步骤：S21、将被测器件数量不超过预设阈值的各个器件依次串联；S22、开启恒流源U，将每个器件的顺向电压采用一一对应的方式连接至MCU的模数转换器中进行数据采样；S23、检测继电器K1控制脚RC1的电压，当控制脚RC1＝12V时，控制继电器K1连接至负载IH0，器件开始加热；当控制脚RC1＝0V时，控制继电器K1连接至负载IM0，关闭加热，测试结温；S24、利用MCU中的定时器进行计时，当计时时间为T＝Ton时，将负载IH0切换至负载IM0；S25、一次性同时检测所有器件结温电压，并通过K系数公式换算出器件结温。4.根据权利要求3所述的一种多工位结温测试方法，其特征在于，所述基于通用测试器件结温线路的扩展线路由恒流电源U
’
、A组被测器件、B组被测器件、C组被测器件及D组被测器件构成；其中，所述A组被测器件包括继电器K
‑
A、负载IH1、负载IM1及若干被测器件D
‑
A1～D
‑
A21，若干被测器件D
‑
A1～D
‑
A21依次串联并与继电器K
‑
A串联，所述继电器K
‑
A与并联的负载IH1与负载IM1串联；所述B组被测器件包括继电器K
‑
B、负载IH2、负载IM2及若干被测器件D
‑
B1～D
‑
B21，若干被测器件D
‑
B1～D
‑
B21依次串联并与继电器K
‑
B串联，所述继电器K
‑
B与并联的负载IH2与负载IM2串联；所述C组被测器件包括继电器K
‑
C、负载IH3、负载IM3及若干被测器件D
‑
C1～D
‑
C21，若干被测器件D
‑
C1～D
‑
C21依次串联并与继电器K
‑
C串联，所述继电器K
‑
C与并联的负载IH3与负载IM3串联；所述D组被测器件包括继电器K
‑
D、负载IH4、负载IM4及若干被测器件D
‑
D1～D<...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁锡龙，卜建明，贺庭玉，余亮，廖剑，柴俊标，
申请(专利权)人：杭州中安电子有限公司，
类型：发明
国别省市：