專利名稱：半導(dǎo)體器件功率老化設(shè)備中控制器件溫度恒定的方法
一種半導(dǎo)體器件功率老化設(shè)備中控制器件溫度恒定的方法。本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體器件老化設(shè)備時(shí)所使用的控制被老化半導(dǎo)體器件溫度恒定的方法。
眾所周知，為提高半導(dǎo)體器件的可靠性，在半導(dǎo)體器件出廠前應(yīng)按有關(guān)的器件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行老化，使被老化的半導(dǎo)體器件在規(guī)定的條件下工作規(guī)定的時(shí)間即對(duì)它施加規(guī)定的電流或功率并使其溫度維持在規(guī)定范圍內(nèi)，為使半導(dǎo)體器件能按有關(guān)的器件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行老化，就需要有半導(dǎo)體器件老化設(shè)備，這類老化設(shè)備往往要同時(shí)老化幾十只至幾百只半導(dǎo)體器件，盡管在設(shè)備中每只被老化的半導(dǎo)體器件所使用的散熱器及對(duì)器件所施加的電流或功率相同，但由于被老化的半導(dǎo)體器件參數(shù)的差異以及它們所處環(huán)境中散熱條件的差異與擾動(dòng)，要想把每只被老化半導(dǎo)體器件的溫度都維持在規(guī)定范圍內(nèi)，老化設(shè)備必須對(duì)每只被老化半導(dǎo)體器件的溫度進(jìn)行單獨(dú)的控制。在電子設(shè)備中控制半導(dǎo)體器件溫度通常采用增加散熱器散熱能力，降低散熱器溫度的方法，為增加散熱器散熱能力，可采用水冷或風(fēng)冷，水冷是指在散熱器上安裝冷水管使兩者間有良好的熱接觸，通過(guò)調(diào)節(jié)冷水流量來(lái)改變冷水從散熱器上帶走的熱量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)在散熱器上安裝的半導(dǎo)體器件溫度的目的。風(fēng)冷是指在散熱器附近安裝風(fēng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變空氣從散熱器表面流過(guò)的速度，從而改變空氣從散熱器上帶走的熱量而達(dá)到調(diào)節(jié)在散熱器上安裝的半導(dǎo)體器件溫度的目的。盡管這些方法行之有效且被廣泛用于各類電子設(shè)備中，但在半導(dǎo)體器件老化設(shè)備制造中采用這些方法來(lái)控制被老化半導(dǎo)體器件溫度，會(huì)使設(shè)備變得相當(dāng)復(fù)雜，從而增加了設(shè)備的成本，降低了設(shè)備的可靠性。因?yàn)樵诎雽?dǎo)體器件老化設(shè)備中要同時(shí)對(duì)幾十只至幾百只被老化半導(dǎo)體器件的溫度進(jìn)行單獨(dú)的控制，如果采用水冷，就要在設(shè)備中安裝幾十至幾百套獨(dú)立的冷水管，而且為單獨(dú)控制這些水管中的冷水流量又要在設(shè)備中安裝幾十至幾百只流量連續(xù)可調(diào)的電磁閥門以及幾十至幾百套驅(qū)動(dòng)它們的電子設(shè)備。如果采用風(fēng)冷，就要在設(shè)備中安裝幾十至幾百臺(tái)風(fēng)機(jī)以及幾十至幾百套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)它們調(diào)速的電子設(shè)備。此外采用風(fēng)冷的老化設(shè)備中，各老化管位間要隔開一定的距離以免氣流互相干擾，這又勢(shì)必增加設(shè)備的占地面積。鑒于上述原因在半導(dǎo)體器件老化設(shè)備制造中應(yīng)找尋一種更簡(jiǎn)便的控制被老化半導(dǎo)體器件溫度恒定的方法。
本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種制造半導(dǎo)體器件老化設(shè)備時(shí)所使用的非常簡(jiǎn)便的控制被老化半導(dǎo)體器件溫度恒定的方法。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)包括在散熱器上安裝溫度傳感器和調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)器采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，按適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)律閉環(huán)調(diào)節(jié)調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以達(dá)到被老化的半導(dǎo)體器件溫度恒定。首先，給被老化半導(dǎo)體器件分別選擇散熱面積適當(dāng)?shù)纳崞鳎拱惭b在所選擇的散熱器上被老化半導(dǎo)體器件，當(dāng)被施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率后，所產(chǎn)生的熱量使處在老化設(shè)備規(guī)定環(huán)境中被老化的半導(dǎo)體器件溫度達(dá)不到該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度；選擇調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此處所述的調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)為加熱器，選擇加熱功率足夠的加熱器并分別安裝到已選定的散熱器上，使該加熱器所能產(chǎn)生的熱量足以彌補(bǔ)在被老化半導(dǎo)體器件上施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率后所產(chǎn)生熱量的不足。
本發(fā)明所具有的有益效果本發(fā)明所提出的技術(shù)方案的特點(diǎn)是用增加散熱器溫度的方法而不是用傳統(tǒng)的降低散熱器溫度的方法來(lái)控制被老化半導(dǎo)體器件溫度的恒定，由于在設(shè)備中實(shí)施加熱比實(shí)施致冷要容易得多，因此本發(fā)明所提出技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是使半導(dǎo)體器件老化設(shè)備的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，從而降低了設(shè)備的成本，提高了設(shè)備的可靠性。


附圖是依本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體器件老化設(shè)備的示意原理框圖。
下面結(jié)合最佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。在半導(dǎo)體器件功率老化設(shè)備中控制器件溫度恒定的方法應(yīng)遵循下列設(shè)計(jì)原則1、給被老化半導(dǎo)體器件分別選擇散熱面積適當(dāng)?shù)纳崞鳎沟靡粤己玫臒峤佑|安裝在該散熱器上的被老化半導(dǎo)體器件，被施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率后所產(chǎn)生的熱量，不足以使處在老化設(shè)備規(guī)定環(huán)境中的被老化半導(dǎo)體器件溫度達(dá)到該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度。2、選擇加熱功率足夠的加熱器，在選定的散熱器上以良好的熱接觸安裝所選擇的加熱器，使得加熱器所能產(chǎn)生的熱量足以彌補(bǔ)在被老化半導(dǎo)體器件上施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率后所產(chǎn)生熱量的不足，使處在老化設(shè)備規(guī)定環(huán)境中的被老化半導(dǎo)體器件溫度能達(dá)到并超過(guò)該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度。3、在選定的散熱器上以良好的熱接觸安裝測(cè)量范圍及精度能滿足被老化半導(dǎo)體器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)老化溫度規(guī)定的溫度傳感器。4、老化設(shè)備中的溫度調(diào)節(jié)器即計(jì)算機(jī)采集散熱器上安裝的溫度傳感器數(shù)據(jù)，按適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)律閉環(huán)調(diào)節(jié)散熱器上安裝的加熱器的輸出功率，達(dá)到使被老化半導(dǎo)體器件溫度恒定的目的。按上述設(shè)計(jì)原則，附圖給出了依本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體器件老化設(shè)備的示意厚理圖，附圖中1，2，……n是老化設(shè)備中n個(gè)老化管位所用的不同編號(hào)的散熱器，R1、R2……Rn是在n個(gè)不同編號(hào)的散熱器上分別安裝的n個(gè)加熱器，S1、S2……Sn是在n個(gè)不同編號(hào)的散熱器上分別安裝的n個(gè)溫度傳感器，Q1、Q2……Qn是在n個(gè)不同編號(hào)的散熱器上分別安裝的n個(gè)被老化半導(dǎo)體器件。本實(shí)施例的溫度調(diào)節(jié)器采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，圖中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)的IN1、IN2……INn是分別用來(lái)采集溫度傳感器數(shù)據(jù)的n個(gè)模擬量輸入接口。圖中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)的OUT1、OUT2……OUTn是分別用來(lái)調(diào)節(jié)加熱器輸出的n個(gè)模擬量輸出接口。當(dāng)給被老化器件施加規(guī)定電流或功率的電源給Q1至Qn分別施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率，例如，若Q1至Qn是大功率二極管，則可施加正向平均整流電流為規(guī)定值的半波正弦電流，若Q1至Qn是大功率三極管，則可在規(guī)定的工作電壓下施加規(guī)定的直流電流，因此被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn與安裝它們的散熱器的溫度將會(huì)升高，由于散熱器的散熱面積適當(dāng)，被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn的平衡溫度會(huì)略低于該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度。為使被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn的溫度達(dá)到該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度，就需要通過(guò)加熱器R1至Rn給被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn與安裝它們的散熱器補(bǔ)充適當(dāng)?shù)臒崃?。由圖中溫度傳感器用電源供電的溫度傳感器S1至Sn隨時(shí)檢測(cè)被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn的溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，加至圖中做為溫度調(diào)節(jié)器的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬量輸入端IN1至INn。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)由輸入端IN1至INn采集到的溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算出被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn的當(dāng)前溫度與該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度間的偏差，按適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)律例如PID調(diào)節(jié)規(guī)律求出應(yīng)加到加熱器R1至Rn上驅(qū)動(dòng)信號(hào)的大小，經(jīng)由圖中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬量輸出端OUT1至OUTn加到由圖中加熱用直流電源供電的加熱器R1至Rn上，從而達(dá)到使被老化半導(dǎo)體器件Q1至Qn溫度恒定的目的。假如加熱器R1至Rn選用功率適當(dāng)?shù)奶沾杉訜犭娮瑁瑒t模擬量輸出端OUT1至OUTn可采用脈寬調(diào)制即PWM信號(hào)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的脈沖寬度即可改變加熱器R1至Rn上的加熱功率，由此可見(jiàn)，依本發(fā)明所提出的技術(shù)方案制造半導(dǎo)體器件老化設(shè)備要比采用水冷或風(fēng)冷簡(jiǎn)單得多。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件功率老化設(shè)備中控制器件溫度恒定的方法，包括在散熱器上安裝溫度傳感器和調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)器采集溫度傳感器的數(shù)據(jù)，按適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)律閉環(huán)調(diào)節(jié)調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于(1)給被老化半導(dǎo)體器件分別選擇散熱面積適當(dāng)?shù)纳崞?，使安裝在所選擇的散熱器上被老化半導(dǎo)體器件，當(dāng)被施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率后，所產(chǎn)生的熱量使處在老化設(shè)備規(guī)定環(huán)境中被老化的半導(dǎo)體器件溫度達(dá)不到該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的老化溫度；(2)所述的調(diào)溫執(zhí)行機(jī)構(gòu)為加熱器，選擇加熱功率足夠的加熱器并分別安裝到已選定的散熱器上，使該加熱器所能產(chǎn)生的熱量，足以彌補(bǔ)在被老化半導(dǎo)體器件上施加該器件老化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流或功率后所產(chǎn)生熱量的不足。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件老化設(shè)備中控制器件溫度恒定的方法，屬于半導(dǎo)體器件老化設(shè)備制造技術(shù)。首先，選擇散熱面積適當(dāng)?shù)纳崞?，使安裝在所選定的散熱器上的被老化器件施加規(guī)定的功率后，所產(chǎn)生的熱量不足以達(dá)到規(guī)定的老化溫度，選擇功率足夠的加熱器，使其所產(chǎn)生的熱量彌補(bǔ)上述熱量的不足，從而達(dá)到使被老化半導(dǎo)體器件溫度恒定的目的。本發(fā)明可使半導(dǎo)體器件老化設(shè)備的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，從而降低了設(shè)備的成本，提高了設(shè)備的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1152188SQ96113140
公開日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1996年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月26日
發(fā)明者鄭繼志, 李志偉 申請(qǐng)人:鄭繼志, 李志偉