專利名稱：高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件老化測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，半導(dǎo)體器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航天、軍用、工業(yè)、汽車和民用領(lǐng)域等，為了保證半導(dǎo)體器件在應(yīng)用過(guò)程中的穩(wěn)定性，半導(dǎo)體器件應(yīng)用廠家或半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家均會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行老化篩選試驗(yàn)。目前，半導(dǎo)體器件老化篩選試驗(yàn)一般針對(duì)批量的半導(dǎo)體器件進(jìn)行，在進(jìn)行高溫反偏試驗(yàn)時(shí)，首先將批量半導(dǎo)體器件分別焊接在多個(gè)老化板上，并在老化板上加載反偏電源，然后將焊接有半導(dǎo)體器件的老化板放入高溫烘箱中進(jìn)行老化試驗(yàn)，同時(shí)記錄老化開始時(shí)間和老化結(jié)束時(shí)間。當(dāng)老化結(jié)束后，逐個(gè)檢測(cè)從老化板上分離出的半導(dǎo)體器件，通過(guò)檢測(cè)結(jié)果判斷半導(dǎo)體器件的性能，篩選出無(wú)異常的半導(dǎo)體器件。采用上述檢測(cè)過(guò)程，雖然能篩選出性能優(yōu)良的半導(dǎo)體器件，但是無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控半導(dǎo)體器件的整個(gè)老化過(guò)程，使個(gè)別半導(dǎo)體器件在老化過(guò)程中因反偏漏電流過(guò)大等因素造成損傷或損壞，同時(shí)，亦無(wú)法知曉半導(dǎo)體器件在老化過(guò)程中的反偏漏電流變化，不利于半導(dǎo)體器件的老化數(shù)據(jù)分析。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有老化篩選方式不利于半導(dǎo)體器件性能分析的問(wèn)題，提供了一種在老化篩選過(guò)程中能實(shí)時(shí)監(jiān)控及存儲(chǔ)半導(dǎo)體器件反偏漏電流的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括主控中心、系統(tǒng)電源、用于提供反偏電源及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體器件反偏漏電流的若干監(jiān)測(cè)單元和安裝在高溫烘箱內(nèi)用于連接半導(dǎo)體器件的若干老化板，單個(gè)監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)其中一塊老化板中的半導(dǎo)體器件，主控中心和監(jiān)測(cè)單元均由系統(tǒng)電源供電；所述監(jiān)測(cè)單元包括用于提供反偏電源的數(shù)控高壓電路和用于實(shí)時(shí)傳遞及存儲(chǔ)老化板中各半導(dǎo)體器件反偏漏電流的測(cè)試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路和測(cè)試監(jiān)控電路均分別與主控中心和老化板相連；數(shù)控高壓電路接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息,老化板加載數(shù)控高壓電路輸出的反偏電源，老化板輸出每個(gè)半導(dǎo)體器件的反偏漏電流到測(cè)試監(jiān)控電路中，測(cè)試監(jiān)控電路實(shí)時(shí)處理反偏漏電流并輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)信息，主控中心接收并存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。其中，主控中心用于發(fā)送控制信息、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及存儲(chǔ)，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心。老化板具有多個(gè)安裝工位，安裝工位用于連接半導(dǎo)體器件，老化板上設(shè)有反偏電源加載端和各半導(dǎo)體器件的反偏漏電流輸出端，反偏電源加載端用于加載反偏電源到各個(gè)半導(dǎo)體器件上，每一個(gè)半導(dǎo)體器件的安裝工位上均設(shè)有反偏漏電流輸出端，該反偏漏電流輸出端用于輸出半導(dǎo)體器件的反偏漏電流。與老化板上的工位相對(duì)應(yīng)的，測(cè)試監(jiān)控電路上設(shè)有多路反偏漏電流輸入端，多路反偏漏電流輸入端用于分別對(duì)應(yīng)連接其中一個(gè)半導(dǎo)體器件的反偏漏電流輸出端，使每個(gè)半導(dǎo)體器件在測(cè)試過(guò)程中均能通過(guò)測(cè)試監(jiān)控電路實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行高溫反偏試驗(yàn)時(shí)，多塊老化板上已連接有若干待測(cè)試半導(dǎo)體器件，多塊老化板對(duì)應(yīng)需要多個(gè)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，主控中心、數(shù)控高壓電路和測(cè)試監(jiān)控電路由系統(tǒng)電源供電。監(jiān)控系統(tǒng)首先由主控中心通過(guò)控制端發(fā)送反偏電壓信息到數(shù)控高壓電路的電壓輸出控制端，由數(shù)控高壓電路處理并通過(guò)反偏電源電壓輸出端輸出系統(tǒng)設(shè)定的反偏電源到各老化板的反偏電源加載端上，使連接在老化板上的所有半導(dǎo)體器件加載反偏電源。在半導(dǎo)體器件的高溫反偏測(cè)試過(guò)程中，各老化板中所有半導(dǎo)體器件的反偏漏電流輸出端輸出反偏漏電流到測(cè)試監(jiān)控電路的多路反偏漏電流輸入端中，測(cè)試監(jiān)控電路對(duì)所有半導(dǎo)體器件的反偏漏電流數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理并通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸出端輸出到主控中心的數(shù)據(jù)輸入端中存儲(chǔ)和分析。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中通過(guò)測(cè)試監(jiān)控電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每塊老化板上所有半導(dǎo)體器件的反偏漏電流，并在主控中心實(shí)現(xiàn)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)，檢測(cè)數(shù)據(jù)信息能準(zhǔn)確的反映出反偏漏電流的變化，有利于半導(dǎo)體器件的精細(xì)化分析。本實(shí)用新型既能滿足半導(dǎo)體器件應(yīng)用廠家對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行大量的老化篩選試驗(yàn)，又能滿足半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行大量老化分析試驗(yàn)。優(yōu)選地，所述測(cè)試監(jiān)控電路包括用于處理及傳遞老化板中各半導(dǎo)體器件反偏漏電流的多個(gè)反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路和用于存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息的微處理器，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路接收并處理老化板輸出的反偏漏電流，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。優(yōu)選地，所述測(cè)試監(jiān)控電路還包括用于處理及傳遞老化板中半導(dǎo)體器件反偏電壓的反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路接收并處理老化板輸出的反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。各半導(dǎo)體器件反偏電壓的實(shí)時(shí)檢測(cè)，使半導(dǎo)體器件的數(shù)據(jù)信息分析更全面、細(xì)致，進(jìn)一步確保了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。優(yōu)選地，所述測(cè)試監(jiān)控電路還設(shè)有用于監(jiān)測(cè)反偏漏電流是否處于閾值范圍內(nèi)的多個(gè)反偏漏電流異常判斷子電路、記錄有老化板中半導(dǎo)體器件工位數(shù)據(jù)的CPLD可編程邏輯器件和用于切斷異常工位反偏電壓的反偏漏電流保護(hù)子電路，反偏漏電流異常判斷子電路接收微處理器輸出的電流閾值，反偏漏電流異常判斷子電路接收并與閾值比較老化板實(shí)時(shí)輸出的反偏漏電流，反偏漏電流異常判斷子電路輸出異常信息到CPLD可編程邏輯器件中處理，CPLD可編程邏輯器件發(fā)送異常工位信息到微處理中器存儲(chǔ)，同時(shí)微處理器輸出啟動(dòng)信號(hào)給反偏漏電流保護(hù)子電路，反偏漏電流保護(hù)子電路切斷異常工位器件的反偏漏電流回路。反偏漏電流異常判斷子電路設(shè)有初始電流閾值，并實(shí)時(shí)通過(guò)與半導(dǎo)體器件反偏漏電流大小的比較，判斷出某個(gè)半導(dǎo)體器件為異常器件，同時(shí)將該異常信息輸出給CPLD可編程邏輯器件。CPLD可編程邏輯器件檢測(cè)到異常信號(hào)并確定該異常器件的對(duì)應(yīng)異常工位信息，然后向微處理器傳送異常工位信息，微處理器保存該異常工位信息，同時(shí)啟動(dòng)反偏漏電流保護(hù)子電路切斷異常器件的反偏電源，對(duì)該異常器件的進(jìn)行保護(hù)。該異常檢測(cè)功能的設(shè)定，使半導(dǎo)體器件在出現(xiàn)異常征兆時(shí)能及時(shí)被切斷電壓，避免了老化篩選過(guò)程中損傷和損壞。優(yōu)選地，所述測(cè)試監(jiān)控電路還包括用于監(jiān)測(cè)每塊老化板溫度的溫度監(jiān)測(cè)子電路，溫度監(jiān)測(cè)子電路包括安裝在每一塊老化板中間的溫度傳感器，溫度監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的溫度模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。溫度傳感器設(shè)置在每一塊老化板的中間部位，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量出高溫烘箱內(nèi)各個(gè)老化板的實(shí)時(shí)老化溫度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因散熱不均衡等因素引起的測(cè)量誤差。優(yōu)選地，所述主控中心與測(cè)試監(jiān)控電路和數(shù)控高壓電路之間的連接線均為差分信號(hào)傳輸總線，微處理器與主控中心之間連接有通訊隔離電路。優(yōu)選地，所述數(shù)控高壓電路包括第二微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路、功率放大子電路和電壓鉗位子電路，第二微處理器接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息，并傳送該信息到數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路輸出模擬電壓值到功率放大子電路中，老化板加載功率放大子電路輸出的反偏電源，電壓鉗位子電路接收并處理第二微處理器輸出的數(shù)字電壓信息，電壓鉗位子電路輸出處理后的電壓值到功率放大子電路。數(shù)控高壓電路穩(wěn)定的輸出反偏電源，同時(shí)電壓鉗位子電路使整個(gè)系統(tǒng)處于設(shè)定的電壓值，即使在開路狀態(tài)下，也不會(huì)超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的最大電壓，從而避免了高電壓輸出對(duì)老化板上半導(dǎo)體器造成的損壞。優(yōu)選地，所述功率放大子電路還順次連接有電壓采樣子電路、反饋?zhàn)与娐泛瓦x擇器，電壓鉗位子電路通過(guò)選擇器與功率放大子電路相連，電壓采樣子電路對(duì)功率放大子電路輸出的反偏電源進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送到反饋?zhàn)与娐分?，反饋?zhàn)与娐份敵龇答侂妷旱竭x擇器中，選擇器接收并處理電壓鉗位子電路輸出的電壓值，選擇器輸出電壓值或反饋電壓到功率放大子電路中。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)電源與主控中心之間連接有用于檢測(cè)系統(tǒng)電源工作狀態(tài)的電源監(jiān)控電路。電源監(jiān)控電路用于監(jiān)控系統(tǒng)電源是否異常，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電源監(jiān)控電路采用光耦隔離器件隔離系統(tǒng)各路電源，一旦電源異常，光耦隔離器件就會(huì)輸出端輸出低電平，電源監(jiān)控電路檢測(cè)到低電平信號(hào)，切斷系統(tǒng)電源，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。

圖1是本實(shí)用新型高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中測(cè)試監(jiān)控電路的電路原理框圖。圖3是本實(shí)用新型高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)控高壓電路的電路原理框圖。圖4是本實(shí)用新型高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中測(cè)試監(jiān)控電路的部分電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。[0025]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括主控中心、系統(tǒng)電源、若干監(jiān)測(cè)單元和若干老化板，每一個(gè)監(jiān)測(cè)單元用于檢測(cè)其中一塊老化板中的半導(dǎo)體器件。主控中心用于發(fā)送控制信息、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及存儲(chǔ)，監(jiān)測(cè)單元用于提供反偏電源及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有半導(dǎo)體器件的反偏漏電流，老化板的每一個(gè)工位用于連接半導(dǎo)體器件，主控中心和監(jiān)測(cè)單元分別由系統(tǒng)電源供電。系統(tǒng)電源的供電輸出端與主控中心之間連接有電源監(jiān)控電路，電源監(jiān)控電路用于監(jiān)控系統(tǒng)電源是否異常，當(dāng)電源異常時(shí)，切斷系統(tǒng)電源，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)。每一個(gè)監(jiān)測(cè)單元均具有數(shù)控高壓電路和測(cè)試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路用于提供反偏電源，測(cè)試監(jiān)控電路用于實(shí)時(shí)傳遞及存儲(chǔ)老化板中各半導(dǎo)體器件反偏漏電流、反偏電壓和老化板的老化溫度，并在半導(dǎo)體器件出現(xiàn)異常征兆時(shí)切斷反偏電源進(jìn)行器件保護(hù)。數(shù)控高壓電路接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息，老化板加載數(shù)控高壓電路輸出的反偏電源，老化板輸出每個(gè)半導(dǎo)體器件的反偏漏電流到測(cè)試監(jiān)控電路中，測(cè)試監(jiān)控電路實(shí)時(shí)處理反偏漏電流并輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)信息，主控中心接收并存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。主控中心與測(cè)試監(jiān)控電路和數(shù)控高壓電路之間的連接線均為差分信號(hào)傳輸總線，如可采用RS485串行總線。參照?qǐng)D2，所述測(cè)試監(jiān)控電路包括反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路、多個(gè)反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路、多個(gè)反偏漏電流異常判斷子電路、溫度監(jiān)測(cè)子電路、CPLD可編程邏輯器件、反偏漏電流保護(hù)子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路、微處理器和通訊隔離電路，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路、反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路、反偏漏電流異常判斷子電路和溫度監(jiān)測(cè)子電路分別與老化板相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路分別與反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路、反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路和溫度監(jiān)測(cè)子電路相連，反偏漏電流異常判斷子電路與CPLD可編程邏輯器件相連，微處理器分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路、反偏漏電流異常判斷子電路、CPLD可編程邏輯器件、通訊隔離電路和反偏漏電流保護(hù)子電路相連，通訊隔離電路與主控中心相連，反偏漏電流保護(hù)子電路與反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路相連。反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路、多個(gè)反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路、多個(gè)反偏漏電流異常判斷子電路、溫度監(jiān)測(cè)子電路、CPLD可編程邏輯器件、反偏漏電流保護(hù)子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路、微處理器和通訊隔離電路均由系統(tǒng)電源供電。反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路用于處理及傳遞老化板中半導(dǎo)體器件反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路接收并處理老化板輸出的反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出反偏漏電流的數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路用于處理及傳遞老化板中各半導(dǎo)體器件反偏漏電流，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路接收并處理老化板輸出的反偏漏電流，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。反偏漏電流異常判斷子電路用于監(jiān)測(cè)反偏漏電流是否處于閾值范圍內(nèi)，反偏漏電流異常判斷子電路接收微處理器的電流閾值，反偏漏電流異常判斷子電路接收并與閾值比較老化板實(shí)時(shí)輸出的反偏漏電流，反偏漏電流異常判斷子電路輸出異常信息到CPLD可編程邏輯器件中處理，CPLD可編程邏輯器件發(fā)送異常工位信息到微處理器存儲(chǔ)中，同時(shí)微處理器輸出啟動(dòng)信號(hào)給反偏漏電流保護(hù)子電路，反偏漏電流保護(hù)子電路切斷異常工位器件的反偏漏電流回路。CPLD可編程邏輯器件記錄有老化板中半導(dǎo)體器件工位數(shù)據(jù)，反偏漏電流保護(hù)子電路用于切斷異常工位反偏電壓，微處理器用于處理及存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。溫度監(jiān)測(cè)子電路用于每塊老化板溫度檢測(cè)，溫度傳輸子電路輸出模擬溫度數(shù)據(jù)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字溫度數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。參照?qǐng)D3，所述數(shù)控高壓電路包括第二微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路、功率放大子電路、電壓鉗位子電路、電壓采樣子電路、反饋?zhàn)与娐泛瓦x擇器，第二微處理器順次與數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路、功率放大子電路、電壓采樣子電路、反饋?zhàn)与娐泛瓦x擇器相連，電壓鉗位子電路連接在第二微處理器和選擇器之間，選擇器與功率放大子電路相連。第二微處理器接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息，并傳送該信息到數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路輸出模擬電壓值到功率放大子電路中，老化板加載功率放大子電路輸出的反偏電源，電壓鉗位子電路接收并處理第二微處理器輸出的數(shù)字電壓信息，電壓鉗位子電路輸出處理后的電壓值到功率放大子電路。高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行高溫反偏試驗(yàn)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)首先由主控中心通過(guò)控制端發(fā)送反偏電壓數(shù)據(jù)到第二微處理器中，由數(shù)控高壓電路處理并輸出系統(tǒng)設(shè)定的反偏電源到各老化板上，使連接在老化板上的所有半導(dǎo)體器件加載反偏電源。在半導(dǎo)體器件的高溫反偏測(cè)試過(guò)程中，各老化板中所有半導(dǎo)體器件輸出反偏漏電流和反偏電壓，并輸入到對(duì)應(yīng)的反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路和反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路中，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路和反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路對(duì)反偏漏電流和反偏電壓進(jìn)行處理，使輸出符合模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路轉(zhuǎn)換的信息并輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中轉(zhuǎn)換，由模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息到微處理器中，由微處理器輸出到主控中心中存儲(chǔ)和分析。上述監(jiān)測(cè)過(guò)程用于完成本實(shí)用新型中各半導(dǎo)體器件的反偏漏電流和反偏電壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的檢測(cè)和存儲(chǔ)。在上述數(shù)據(jù)檢測(cè)的同時(shí)，反偏漏電流異常判斷子電路不斷將各反偏漏電流與初始閾值比較，一旦檢測(cè)到不在初始閾值范圍內(nèi)的反偏漏電流信息，則判斷為存在某個(gè)半導(dǎo)體器件為異常器件，并將該異常信息輸出給CPLD可編程邏輯器件。CPLD可編程邏輯器件檢測(cè)到異常信號(hào)并確定該異常器件的對(duì)應(yīng)異常工位信息，然后向微處理器傳送異常工位信息，微處理器保存該異常工位信息，同時(shí)啟動(dòng)反偏漏電流保護(hù)子電路切斷異常器件的反偏電源，即切斷與該半導(dǎo)體器件相連的反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路，使該路高溫反偏檢測(cè)斷路，對(duì)該異常器件的進(jìn)行保護(hù)。該異常檢測(cè)功能的設(shè)定，使半導(dǎo)體器件在出現(xiàn)異常征兆時(shí)能及時(shí)被切斷電壓，避免了老化篩選過(guò)程中損傷和損壞，由于異常半導(dǎo)體器件的反偏漏電流和電壓實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，有利于異常半導(dǎo)體器件的性能分析。本實(shí)用新型中提及的反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路、反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路、反偏漏電流異常判斷子電路、溫度監(jiān)測(cè)子電路、反偏漏電流保護(hù)子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路、通訊隔離電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路、功率放大子電路、電壓鉗位子電路、電壓采樣子電路和反饋?zhàn)与娐肪卸喾N具體實(shí)施方案，本實(shí)用新型舉一具體例子對(duì)上述電路進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中功率放大子電路、電壓鉗位子電路、電壓采樣子電路和反饋?zhàn)与娐肪鶠槌Ｒ?guī)功能的電路，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的手段均能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。反偏漏電流保護(hù)子電路采用D型鎖存器，差分信號(hào)傳輸總線采用RS485串行總線，相對(duì)應(yīng)的通訊隔離電路采用常規(guī)的帶有隔離的RS485收發(fā)器，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路可采用常規(guī)的模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，均可實(shí)現(xiàn)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。參照?qǐng)D4，所述反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路包括第一運(yùn)算放大器LF1、第二運(yùn)算放大器LF2和若干電阻，第一運(yùn)算放大器LFl和第二運(yùn)算放大器LF2均由電源供電，第一運(yùn)算放大器LFl和第二運(yùn)算放大器LF2的同相輸入端接地，第一運(yùn)算放大器LFl和第二運(yùn)算放大器LF2的反相輸入端與輸出端之間分別連接有電阻R2和電阻R3，第一運(yùn)算放大器LFl的反相輸入端上連接有開關(guān)K1，開關(guān)Kl的控制端與反偏漏電流保護(hù)子電路相連，開關(guān)Kl的輸入端為反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路的輸入端，第一運(yùn)算放大器LFl的輸出端與通過(guò)電阻Rl與第二運(yùn)算放大器LF2的反相輸入端相連，第二運(yùn)算放大器LF2的輸出端為反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路的輸出端。所述反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路包括第三運(yùn)算放大器LF3、第四運(yùn)算放大器LF4和若干電阻，第三運(yùn)算放大器LF3和第四運(yùn)算放大器LF4均由電源供電，第三運(yùn)算放大器LF3和第四運(yùn)算放大器LF4的同相輸入端接地，第三運(yùn)算放大器LF3和第四運(yùn)算放大器LF4的反相輸入端與輸出端之間分別連接有電阻R4和電阻R5，第三運(yùn)算放大器LF3的反相輸入端上連接有電阻R6，電阻R6的另一連接端為反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路的輸入端，第三運(yùn)算放大器LF3的輸出端通過(guò)電阻R7與第四運(yùn)算放大器LF4的反相輸入端相連，第四運(yùn)算放大器LF4的輸出端為反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路輸出端。所述反偏漏電流異常判斷子電路包括比較器LM1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電阻R8，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換輸入端與微處理器的閾值輸出端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換輸出端與比較器LMl的反相輸入端相連，比較器LMl的同相輸入端與第一運(yùn)算放大器LFl的輸出端相連，比較器LMl的輸出端上通過(guò)電阻R8與VCC相連，比較器LMl的輸出端為反偏漏電流異常判斷子電路的輸出端。所述溫度監(jiān)測(cè)子電路包括第五運(yùn)算放大器LF5、第六運(yùn)算放大器LF6、穩(wěn)壓二極管D1、若干電阻和溫度傳感器PT，第五運(yùn)算放大器LF5和第六運(yùn)算放大器LF6均由電源供電，第五運(yùn)算放大器LF5的同相輸入端通過(guò)電阻R9連接有VCC，電阻R9的另一端通過(guò)穩(wěn)壓二極管Dl接地，第五運(yùn)算放大器LF5的反相輸入端通過(guò)電阻RlO接地，第五運(yùn)算放大器LF5的反相輸入端與輸出端之間連接有溫度傳感器PT，第五運(yùn)算放大器LF5的輸出端通過(guò)電阻Rll與第六運(yùn)算放大器LF6的反相輸入端相連，第六運(yùn)算放大器LF6的同相輸入端接地，第六運(yùn)算放大器LF6的反相輸入端與輸出端之間連接有電阻R12，第六運(yùn)算放大器LF6的輸出端為溫度監(jiān)測(cè)子電路的輸出端。上述說(shuō)明中，凡未加特別說(shuō)明的，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括主控中心、系統(tǒng)電源、用于提供反偏電源及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體器件反偏漏電流的若干監(jiān)測(cè)單元和安裝在高溫烘箱內(nèi)用于連接半導(dǎo)體器件的若干老化板，單個(gè)監(jiān)測(cè)單元用于監(jiān)測(cè)其中一塊老化板中的半導(dǎo)體器件，主控中心和監(jiān)測(cè)單元均由系統(tǒng)電源供電； 所述監(jiān)測(cè)單元包括用于提供反偏電源的數(shù)控高壓電路和用于實(shí)時(shí)傳遞及存儲(chǔ)老化板中各半導(dǎo)體器件反偏漏電流的測(cè)試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路和測(cè)試監(jiān)控電路均分別與主控中心和老化板相連；數(shù)控高壓電路接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息，老化板加載數(shù)控高壓電路輸出的反偏電源，老化板輸出每個(gè)半導(dǎo)體器件的反偏漏電流到測(cè)試監(jiān)控電路中，測(cè)試監(jiān)控電路實(shí)時(shí)處理反偏漏電流并輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)信息，主控中心接收并存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試監(jiān)控電路包括用于處理及傳遞老化板中各半導(dǎo)體器件反偏漏電流的多個(gè)反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路和用于存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息的微處理器，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路接收并處理老化板輸出的反偏漏電流，反偏漏電流監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試監(jiān)控電路還包括用于處理及傳遞老化板中半導(dǎo)體器件反偏電壓的反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路接收并處理老化板輸出的反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試監(jiān)控電路還設(shè)有用于監(jiān)測(cè)反偏漏電流是否處于閾值范圍內(nèi)的多個(gè)反偏漏電流異常判斷子電路、記錄有老化板中半導(dǎo)體器件工位數(shù)據(jù)的CPLD可編程邏輯器件和用于切斷異常工位反偏電壓的反偏漏電流保護(hù)子電路，反偏漏電流異常判斷子電路接收微處理器輸出的電流閾值，反偏漏電流異常判斷子電路接收并與閾值比較老化板實(shí)時(shí)輸出的反偏漏電流，反偏漏電流異常判斷子電路輸出異常信息到CPLD可編程邏輯器件中處理，CPLD可編程邏輯器件發(fā)送異常工位信息到微處理中器存儲(chǔ)，同時(shí)微處理器輸出啟動(dòng)信號(hào)給反偏漏電流保護(hù)子電路，反偏漏電流保護(hù)子電路切斷異常工位器件的反偏漏電流回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試監(jiān)控電路還包括用于監(jiān)測(cè)每塊老化板溫度的溫度監(jiān)測(cè)子電路，溫度監(jiān)測(cè)子電路包括安裝在每一塊老化板中間的溫度傳感器，溫度監(jiān)測(cè)子電路輸出處理后的溫度模擬電壓信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路輸出轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)到微處理器中存儲(chǔ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述主控中心與測(cè)試監(jiān)控電路和數(shù)控高壓電路之間的連接線均為差分信號(hào)傳輸總線，微處理器與主控中心之間連接有通訊隔離電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)控高壓電路包括第二微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路、功率放大子電路和電壓鉗位子電路，第二微處理器接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息，并傳送該信息到數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，數(shù)模轉(zhuǎn)換子電路輸出模擬電壓值到功率放大子電路中，老化板加載功率放大子電路輸出的反偏電源，電壓鉗位子電路接收并處理第二微處理器輸出的數(shù)字電壓信息，電壓鉗位子電路輸出處理后的電壓值到功率放大子電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大子電路還順次連接有電壓采樣子電路、反饋?zhàn)与娐泛瓦x擇器，電壓鉗位子電路通過(guò)選擇器與功率放大子電路相連，電壓采樣子電路對(duì)功率放大子電路輸出的反偏電源進(jìn)行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送到反饋?zhàn)与娐分?，反饋?zhàn)与娐份敵龇答侂妷旱竭x擇器中，選擇器接收并處理電壓鉗位子電路輸出的電壓值，選擇器輸出電壓值或反饋電壓到功率放大子電路中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)電源與主控中心之間連接有用于檢測(cè) 系統(tǒng)電源工作狀態(tài)的電源監(jiān)控電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高溫反偏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控中心、系統(tǒng)電源、若干監(jiān)測(cè)單元和若干老化板，監(jiān)測(cè)單元包括數(shù)控高壓電路和測(cè)試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路和測(cè)試監(jiān)控電路均分別與主控中心和老化板相連；數(shù)控高壓電路接收主控中心發(fā)送的反偏電壓信息，老化板加載數(shù)控高壓電路輸出的反偏電源，老化板實(shí)時(shí)輸出每個(gè)半導(dǎo)體器件的反偏漏電流到測(cè)試監(jiān)控電路中，測(cè)試監(jiān)控電路輸出反偏漏電流數(shù)據(jù)信息，主控中心接收并存儲(chǔ)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。本實(shí)用新型既能滿足半導(dǎo)體器件應(yīng)用廠家對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行的老化篩選試驗(yàn)，又能滿足半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行大量老化分析試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01R19/165GK203069741SQ20122074874
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月30日
發(fā)明者吳歡歡, 符強(qiáng), 魏建中 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司