具有快速恢复电流回路的电容测量制造技术

一种用于测量电容组件的泄漏电流的设备及方法。闭合将正被测试的组件的端子接地的开关，同时将所述组件充电到所要测试电压。当此充电完成时，所述开关断开以使得二极管端子处于与输入放大器的虚拟接地相同的电位。可测量所述组件的所述泄漏电流的准确且快速测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说涉及对电容组件的测试。
技术介绍
在已知的用于测试电容组件(例如，电容器)的设备及方法中，首先将所述组件 充电到所要电压。然后，测试泄漏电流。超出范围的泄漏电流值可指示所述组件有缺 陷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供-一种在自动量产过程中特别期望的加速测试电容组件的方法。 特定来说，本专利技术提供允许在组件达到满充电之后立即进行具有改良准确性的测试的 设备及方法的实施例。本文所教示的-一种用于测试电容组件的设备包含电流源，其耦合到所述电容组件 的一个端子且向所述电容组件供应电流以达到所要测试电压。仪表耦合到所述电容组 件的第二端子且测量跨所述电容组件的泄漏电流。此设备的改良之处在于耦合在所述 电容组件的第二端子与接地之间的开关及用于所述开关的控制装置。所述控制装置是 可操作以在所述电流源向电容组件供应电流时使所述开关保持闭合且在所述电容组件 在--个端子处达到所要测试电压之后fl.在用所述仪表测试泄漏电流之前断开所述开 关。本文所教示的 一 种用于测试电容组件的方法使用耦合到所述电容组件的 一 个端 子的电流源及耦合到所述电容组件的第二端子的仪表。所述方法包括在闭合耦合到 所述电容组件的第二端子与接地之间的开关时，使用来自所述电流源的电流将所述电 容组件的所述一个端子充电到所要测试电压；当所述电容组件的所述一个端子达到所 述所要测试电压时断开所述开关；及在断开所述开关之后使用所述仪表测量所述电容 组件的泄漏电流。下文更详细地描述这些实施例及其它实施例的专利技术特征。附图说明本文中的说明是参照附图，其中在数个视图中相同的参考编号指代相同的部件， 且图式中-图1是根据本专利技术一个实施例的快速恢复电流回路电路的示意图2是在操作根据图1的电路期间被测试装置的在图1中指代为GND符号的被测量端子电压随时间的曲线图；及图3是在常规测试期间受测试装置的在图1中指代为GND符号的被测量端子电压随时间的曲线图。具体实施例方式参照图1及2描述本文中所教示的用于电容测量的设备及方法。参照图3描述与 常规测试的输出的对比。图1显示电压源10耦合到电流源20。电流源20耦合到受测试的电容装置30(后 文称为DUT 30) 。 DUT 30耦合到二极管箝位电路40及仪表50的输入以测量DUT 30 的泄漏电流。将电压源10设定为0伏与用于DUT 30的所要测试电压之间的值。举例来说，测 试电压可在2伏特与1000伏特之间变化。100MF电容器的一个适合测试电压是5伏特。 电流源20经设计以使用电压源10输出经编程的电流。开/关控制22使用来自电流源 20的经编程的电流充电DUT 30。更具体来说，电流源20在DUT 30的标记为Vcap-hi 端子处的输出是电流源20的经编程的电流，且当开/关控制22连通时供应所述经编程 的电流。举例来说，对于5伏的所要电压来说，充电DUT 30的电流(即，经编程的 电流)可以是5mA。电压源10及电流源20可以是个别可编程的元件。电压源10向电流源20提供经 编程的电压，且电流源20为DUT 30提供线性充电DUT 30的经调节的输出电压。因为在给定电压源10的输入特性及所要输出的情形下，在所属领域的技术人员 的知识范围内，电流源20的众多电路设计均是可能的，因此从功能上显示电流源20。 作为另一实例，电压源10可以是经设计以在零伏与用于DUT 30的所要测试电压之间 切换的可切换电压源。然后，响应于电压源切换电流源20可提供经调节的电流输出。 举例来说，电流源20可提供与来自电压源IO的所要测试电压成比例的电流输出。将 不并入用于电流源20的单独的开/关控制22。在图1中，通过仪表的前端放大器电子器件的简化模型显示仪表50。仪表50测 量DUT 30的泄漏电流且可以是可购得的测量仪表，例如Agilent 4349B高电阻仪表。 所述前端放大器电子器件包含输入放大器52，其通过包含耦合到其非反转输入的接地 电阻器54及耦合到其反转输入的输入阻抗56而布置为电流到电压转换器。从Vout 处的输出到输入放大器52的反转输入提供电容反馈路径58。通过两个二极管42、 44提供二极管箝位电路40，所述两个二极管42、 44并联布 置以使得第一二极管42的阳极及第二二极管44的阴极接地且第一二极管42的阴极及 第二二极管44的阳极电耦合到输入放大器52的虚拟接地60。 DUT 30也在标记为Vcap-low的端子(其与标记为Vcap-hi的DUT 30端子相反)处耦合到虚拟接地60。 箝位二极管42、 44为DUT30的充电电流提供电流回路路径。另夕卜，如果DUT30短 路，箝位二极管42、 44通过箝位电流源20的电压来为仪表50提供输入保护。根据已知的测试程序，电流源20断开(如果开/关控制22为关或从电压源10接 收不到信号)，且前端(输入)积分器放大器52由于与电容反馈路径58并联的开关 62闭合而不活动。然后，电流源20接通以将DUT 30充电到其最终测试电压。在DUT 30充电到其最终测试电压之后，在开关62断开的情形下使用仪表50发生对泄漏电流 的测试。图3中根据此已知的测试程序显示DUT 30的端子Vcap-hi及Vcap-low中的每一 者处的输出电压。在此实例中，电压源10从0伏变化到5伏，其中5伏是满充电电压。 上升时间是100 ias，下降时间是100 Ms，且从时间0 sec到上升时间开始的时间延迟是 lms。因此，脉冲宽度是75ms，其中周期是100ms。 DUT 30具有100 uF的电容值。在测试期间，基于二极管44的V-I特性电压初始地上升到高于积分器放大器52 的虚拟接地60输入的电压。随着施加来自电流源20的电流，Vcap-hi处的电压线性增 加直到Vcap-hi处的电压达到所要电压(此处为5伏)为止。Vcap-low处的电压保持 在初始上升点处且然后逐渐下降到零伏或接近零伏的低电压。专利技术者已识别出在大规模商业测试操作中使用此方法所引起的问题。首先，在充 电循环结束时跨DUT 30的电压是小于(或如果利用两个二极管为大于)所要充电电 压的一个二极管压降(0.7伏)。在所图解说明的图3实例中，所要充电电压是5伏。 在如此低测试电压处，与所要充电电压的此差异代表在所测量的泄漏电流中存在大的 误差。当然且还如图3中所示，在Vcap-low处的电压随后按指数规律衰减到零伏。然 而，发生在此指数式衰减周期期间的泄漏测量也是不准确的，因为Vcap-low处的电压 在变化。一个解决方案是等待直到Vcap-low处的电压在指数式衰减周期结束时达到零伏 为止。此解决方案可在具有小的电容值的应用中有效。然而，专利技术者已发现当输入阻 抗56的RC时间常数及DUT 30的电容值为大时(例如，大于10 nF)，在等待此衰 减周期结束时可发生过多的时间延迟。艮P，测量装置(例如，仪表50)通常具有相对高的输入阻抗。例如，在图3中所 示的图表中，仪表50的输入阻抗56是lkQ。用于按指数规律衰减到小于Vcap-low处 的初始电压的1%的时间(5倍常数)是5T或5x(DUT30的电容值)x(输入阻抗56的 电阻值)。此时间常数因此与DUT30的电阻值成比例的增加，以使得大的电阻值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试电容组件的设备，其包含：电流源，其耦合到所述电容组件的一个端子且向所述电容组件供应电流以达到所要测试电压；及仪表，其耦合到所述电容组件的第二端子且测试跨所述电容组件的泄漏电流，所述设备的特征在于：　耦合在所述电容组件的所述 第二端子与接地之间的开关；及　用于所述开关的控制装置，所述控制装置可操作以：　当所述电流源向电容组件供应所述电流时，使所述开关保持闭合；及　在所述电容组件在所述一个端子处达到所述所要测试电压之后且在用所述仪表测量所述泄漏电 流之前断开所述开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-24 11/753,1771、一种用于测试电容组件的设备，其包含电流源，其耦合到所述电容组件的一个端子且向所述电容组件供应电流以达到所要测试电压；及仪表，其耦合到所述电容组件的第二端子且测试跨所述电容组件的泄漏电流，所述设备的特征在于耦合在所述电容组件的所述第二端子与接地之间的开关；及用于所述开关的控制装置，所述控制装置可操作以当所述电流源向电容组件供应所述电流时，使所述开关保持闭合；及在所述电容组件在所述一个端子处达到所述所要测试电压之后且在用所述仪表测量所述泄漏电流之前断开所述开关。2、 如权利要求1所述的设备，其进一步包括耦合在所述第二端子与接地之间的二极管箝位电路，所述开关与所述二极管箝位 电路并联。3、 如权利要求1或2所述的设备，其进一歩包括电压源，其耦合到所述电流源以向所述电流源供应所述所要充电电压；且其中所 述电流源基于所要充电电流输出所述电流。4、 如权利要求3所述的设备，其中所述电流与所述所要充电电压成比例。5、 如权利要求1到4中任一所述的设备，其中所述电容组件具有至少10nF的电 容值。6、 如权利要求1到5中任一所述的设备，其中所述控制装置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维W牛顿，肯尼思V阿尔蒙特，
申请(专利权)人：ESI电子科技工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]