专利名称：一种新型高温反向偏压测试机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体分立元器件可靠性测试设备领域，尤其是一种新型高温反向偏压测试机。
技术背景·[0002]高温反向偏压测试机的作用是对二极管、M0SFET、三极管、IGBT或可控硅原件进行测试的装置，主要是高温环境下在上述元件器的两端加上反向偏压，以测试各元器件可靠性，同时检测高温漏电流等参数。其主要结构如图9所示包括高温测试箱I、电源模块、保护模块、漏电流测量模块和工控机，待测元件2安装在高温测试箱内的老化板上且其两端与电源模块、保护模块和漏电流测试模块串联，漏电流测量模块的输出端通过485通讯协议连接工控机的串口。上述保护模块使用电阻或电阻丝，其中的保险丝最小规格且最常用的为100mA，但是待测元件的最大允许电流一般为较小的微安级或毫安级，所以当待测元件完全烧毁后保险丝才会起作用，这会导致待测元件每次失效的模式一样，均为烧毁，使用电阻的结果也与
保险丝一样。所以，现有的测试机中的待测元件失效均一样，无法为后续的失效分析提供更加有用的资料，而且现有的测试机无法计算出待测元件的结温Tj，致使很多实验在做测试时，基本上别人怎么做，自己怎么做，降低了实验结果的准确性。

实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供可精确控制电流且能计算待测元件结温的一种新型高温反向偏压测试机。本实用新型采取的技术方案是—种新型高温反向偏压测试机，包括高温试验箱箱、电源模块、保护模块、漏电流测量模块、温控模块和工控机，高温测试箱内安装的待测元件与电源模块、保护模块和漏电流测量模块串联，漏电流测量模块的输出端连接工控机的串口模块，温控模块安装在高温试验箱上，其特征在于所述待测元件与保护模块之间串联连接一电子开关模块，该电子开关模块的控制端通过一单片机模块连接所述工控机的串口模块。而且，所述电子开关模块为继电器，该继电器的线圈的一端连接Vcc，另一端连接单片机模块的输入/输出接口，该继电器的常开触点串联在待测元件和保护模块之间。而且，所述继电器为电磁继电器、干簧继电器或湿簧继电器。而且，所述电子开关模块为三极管，该三极管的集电极和发射极分别与待测元件和保护模块连接，该三极管的基极连接单片机模块的输入/输出接口。而且，所述电子开关模块为IGBT，该IGBT的集电极和发射极分别与待测元件和保护模块连接，该IGBT的栅极连接单片机模块的输入/输出接口。而且，所述电子开关模块为MOSfet，该MOSfet的漏极和源级分别与待测元件和保护模块连接，该MOSfet的栅极连接单片机模块的输入/输出接口。而且，所述电子开关模块为可控硅，该可控硅的阳级和阴极分别与待测元件和保护模块连接，该可控硅的控制级连接单片机模块的输入/输出接口。而且，所述电源模块的输出端连接工控机的串口模块。而且，所述温控模块连接工控机的串口模块。本实用新型的优点和积极效果是本实用新型中，利用继电器、三极管、IGBT、M0SFET或可控硅这些元器件的特性，将 工控机预先设定的电流和漏电流测量模块的输出进行比较，然后由工控机控制单片机模块驱动上述元器件的通断，实现了待测元件所在回路的通断，使待测元件不会进一步烧毁，为失效分析工程师提供了接近完好的材料，便于数据分析，而且工控机可计算出待测元件不同温度条件下的结温。

图I是本实用新型采用继电器进行二极管测试的结构示意图；图2是本实用新型采用继电器进行IGBT测试的结构示意图；图3是本实用新型采用继电器进行MOFSET测试的结构示意图；图4是本实用新型采用继电器进行三极管测试的结构示意图；图5是本实用新型采用IGBT进行二极管测试的结构示意图；图6是本实用新型采用MOFSET进行IGBT测试的结构示意图；图7是本实用新型采用MOFSET进行MOFSET测试的结构示意图；图8是本实用新型采用三极管进行三极管测试的结构示意图；图9是现有技术的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。一种新型高温反向偏压测试机，如图I 8所示，包括高温测试箱I、电源模块、保护模块、漏电流测量模块、温控模块和工控机，高温试验箱内安装的待测元件2与电源模块、保护模块和漏电流测量模块串联，漏电流测量模块的输出端连接工控机的串口模块，温控模块连接高温测试箱，温控模块即常用的温控器，本实用新型的创新在于所述待测元件与保护模块之间串联连接一电子开关模块3，该电子开关模块的控制端通过一单片机模块连接所述工控机的串口模块。电子开关模块的主要作用是由单片机模块进行待测元件所在回路通断的控制，所以电子开关模块可以采用继电器、三极管、IGBT,MOFSET或可控硅。下面分别进行说明电子开关模块如图I 4所示，继电器可以是电磁继电器、干簧继电器或湿簧继电器，该继电器的线圈的一端连接+12V的Vcc，另一端连接单片机模块的输入/输出接口，该继电器的常开触点串联在待测元件和保护模块之间。电子开关模块如图8所示，该三极管的集电极C和发射极E分别与待测元件和保护模块连接，该三极管的基极B连接单片机模块的输入/输出接口。电子开关模块如图5所示，该IGBT的集电极C和发射极E分别与待测元件和保护模块连接，该IGBT的栅极G连接单片机模块的输入/输出接口。电子开关模块如图6、7所示，该MOSfet的漏极D和源级S分别与待测元件和保护模块连接，该MOSfet的栅极G连接单片机模块的输入/输出接口。电子开关模块为可控硅，该可控硅的阳级和阴极分别与待测元件和保护模块连接，该可控硅的控制级连接单片机模块的输入/输出接口。电源模块中安装的单片机通过串口模块连接工控机的串口模块。温控 模块通过串口模块连接工控机的串口模块。上述温控模块、电源模块、漏电流测量模块和单片机模块均通过485或232连接工控机的串口模块。下面以干簧继电器为例进行说明I.待测元件保护⑴操作人员将待测元件安装在高温试验箱内的老化板(或老化插座)上，利用工控机进行电流的设置，可以是微安-毫安、甚至纳安级别。⑵测试时，高温试验箱工作，单片机模块的输入/输出接口低电平，使干簧继电器线圈得电，其常开触点吸合。工控机通过漏电流测量模块实时获取待测元件所在回路的电流，当该电流超出步骤⑴中设定的电流时，工控机使单片机模块的输入/输出接口输出高电平，干簧继电器线圈失电，常开触点断开，被测元件失电，停止测试。在整台设备中通常会有多路元件同时被测试，所有实例均以其中一路为例。当某一路元件失效时，致使断开失效回路的电子开关，其它回路的元件不受影响。其它继电器、三极管、IGBT, MOSFET或可控硅控制过程均类似，均由单片机模块给出控制信号使待测元件所在回路实现通路或断路。2.热阻测量⑴在工控机中选择热阻测量，并设定一些参数，如起始温度、终止温度I、终止温度2、温度间隔、加电时间、平衡时间，并给对应的测试板设定测试电压，然后按开始，设备运行。⑵工控机控制高温试验箱自起始温度开始工作，当温度稳定以后(Tl)，工控机控制电子开关模块闭合，闭合后马上测量每个材料的漏电流(Irl)，当到达设定的加电时间，再次测量漏电流(IrlH)。测量完毕，按照温度间隔，高温试验箱自动升温到下一个温度(T2)，当温度平衡时，工控机控制电子开关模块闭合，闭合后马上测量每个材料的漏电流(Ir2)，当到达设定的加电时间，再次测量漏电流(Ir2H)。⑶循环步骤⑵，在多个不同的温度条件下，测量材料的漏电流，自起始温度开始，至终止温度结束，一般会测量2 5个温度点，得到多个漏电流值，如Irl，Ir2……Ir5。(4)根据以上的温度Tl，T2，T3，T4，T5和漏电流值Irl, Ir2, Ir 3，Ir 4，Ir 5描绘出温度与漏电流之间的曲线。通常X横轴为温度，Y轴为漏电流。以上数据中，IrlH即为正常高温反向偏压测试时得到的漏电流，根据已经描绘出的K曲线，当知道漏电流时，可以反推出对应的温度，此时的温度即为结温Tj。[0050]利用公式Rthja= (Tj-Ta) /P可以计算出被测材料的热阻，其中P=UX I，U为测量时的电压，I为测量时的漏电流，即IrlH，Ta为高温试验箱的环境温度，对应的即为Tl。3.高温反向偏压(HTRB)测试在工控机页面中选择定值测试，即为通常的高温反偏(HTRB)测试工控机设定进行温度设定，然后再进行其它的设定，例如测试电压，还有刚才计算得出的热阻值Rthja。开始运行以后，工控机根据设定，自动执 行相关的测试，例如漏电流，电压，高温试验箱的温度等，然后根据公式Rthja= (Tj-Ta) /P，在rthja和Ta (高温试验箱的温度)已知的情况下，P=UX I中的电压和漏电流可实时测量，即可实时计算出被测材料的结温Tj。本实用新型中，利用继电器、三极管、IGBT、M0SFET或可控硅这些元器件的特性，将工控机预先设定的电流和漏电流测量模块的输出进行比较，然后由工控机控制单片机模块驱动上述元器件的通断，实现了待测元件所在回路的通断，使待测元件不会进一步烧毁，为失效分析工程师提供了接近完好的材料，便于数据分析，而且工控机可计算出待测元件不同环境温度下对应的结温。
权利要求1.一种新型高温反向偏压测试机，包括高温试验箱、电源模块、保护模块、漏电流测量模块、温控模块和工控机，高温测试箱内安装的待测元件与电源模块、保护模块和漏电流测量模块串联，漏电流测量模块的输出端连接工控机的串口模块，温控模块安装于高温实验箱上，其特征在于所述待测元件与保护模块之间串联连接一电子开关模块，该电子开关模块的控制端通过一单片机模块连接所述工控机的串口模块。
2.根据权利要求I所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述电子开关模块为继电器，该继电器的线圈的一端连接Vcc，另一端连接单片机模块的输入/输出接口，该继电器的常开触点串联在待测元件和保护模块之间。
3.根据权利要求2所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述继电器为电磁继电器、干簧继电器或湿簧继电器。
4.根据权利要求I所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述电子开关模块为三极管，该三极管的集电极和发射极分别与待测元件和保护模块连接，该三极管的基极连接单片机模块的输入/输出接口。
5.根据权利要求I所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述电子开关模块为IGBT，该IGBT的集电极和发射极分别与待测元件和保护模块连接，该IGBT的栅极连接单片机模块的输入/输出接口。
6.根据权利要求I所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述电子开关模块为MOSfet，该MOSfet的漏极和源级分别与待测元件和保护模块连接，该MOSfet的栅极连接单片机模块的输入/输出接口。
7.根据权利要求I所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述电子开关模块为可控硅，该可控硅的阳级和阴极分别与待测元件和保护模块连接，该可控硅的控制级连接单片机模块的输入/输出接口。
8.根据权利要求I 7任意一项所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述电源模块的输出端连接工控机的串口模块。
9.根据权利要求I 7任意一项所述的一种新型高温反向偏压测试机，其特征在于所述温控模块连接工控机的串口模块。
专利摘要本实用新型涉及一种新型高温反向偏压测试机，所述待测元件与保护模块之间串联连接一电子开关模块，该电子开关模块的控制端通过一单片机模块连接所述工控机的串口模块。本实用新型中，利用继电器、三极管、IGBT、MOSFET或可控硅这些元器件的特性，将工控机预先设定的电流和漏电流测量模块的输出进行比较，然后由工控机控制单片机模块驱动上述元器件的通断，实现了待测元件所在回路的通断，使待测元件不会进一步烧毁，为失效分析工程师提供了接近完好的材料，便于数据分析，而且工控机可计算出待测元件不同温度条件下的结温。
文档编号G01R31/26GK202794445SQ20122044979
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者朱永兵 申请人:天津海瑞电子科技有限公司