一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备及其使用方法与流程
本发明涉及半导体老化测试的，尤其涉及一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备及其使用方法。
背景技术：
1、晶圆老化测试的主要目的是通过模拟“时间的摧残”这一环境，找出可能在早期发生缺陷的产品，从而提升最终产品的可靠性。这有助于降低制造缺陷的比率，并确保半导体芯片在整个生命周期内都能保持稳定的性能。根据测试要求，调整测试设备的温度、湿度、气氛等参数，进行晶圆老化测试。在选择好测试设备后，需要对测试设备进行调试，包括稳定温度、设定测试时间等。老化电压通常比应用使用电压高约30%，而老化温度一般介于95°c到105°c之间。
2、中国专利公开了一种微型半导体制冷片的老化设备及老化测试方法（公开号：cn115144722b），其tec夹具组件用于装载待测试的微型半导体制冷片，tec下压加电组件用于为微型半导体制冷片上电进行老化测试；tec控温平台组件用于抵接微型半导体制冷片且控制老化测试的温度；tec老化水冷板部件以接触方式为tec控温平台组件进行散热。但是这种现有的老化测试设备由于设计问题，导致电路中杂感较多，影响电流输入效果，同时减少由于没有专门针对电路参与电流处理，导致老化测试元器件受到短路造成二次伤害，工作效率较低，为此，我们提出了一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备及其使用方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现在老化测试设备由于设计问题，导致电路中杂感较多，影响电流输入效果，同时减少由于没有专门针对电路参与电流处理，导致老化测试元器件受到短路造成二次伤害的不足，而提出的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备及其使用方法。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，包括安装箱，所述的安装箱内设有控制箱，所述的控制箱上电性连接有电源接头，所述的电源接头上连接有供电电源，所述的供电电源上连接有输入高压，所述的输入高压上电性连接有plc控制电路，所述的plc控制电路上电性连接有igbt测试模块，所述的安装箱内安装有夹爪气缸、运动机构和三工位气缸，所述的夹爪气缸、运动机构和三工位气缸通过plc控制电路控制，所述的igbt测试模块上安装有待测件，所述的待测件通过夹爪气缸、运动机构和三工位气缸在安装箱内移动，所述的igbt测试模块上电性连接有igbt驱动板，所述的igbt驱动板上电性连接有控制板，所述的供电电源与控制箱之间电性连接有保护电路，所述的控制板与保护电路电性连接，所述的保护电路上设有电路探头，当所述的供电电源出现异常，所述的电路探头通过运算放大器，将所述的供电电源的基准信号传输至控制板，所述的控制板将回检信号传输至igbt驱动板，所述的igbt驱动板与igbt测试模块断开，保护所述的待测件。
4、优选的，所述的控制箱内设有母排，所述的电源接头与母排相连，所述的母排上设有外护板，所述的外护板内设有传输板，所述的母排一侧设有传输接头，所述的传输接头外端与电源接头电性连接，所述的传输接头内端与传输板相连，所述的外护板母排上通过绝缘螺母连接有屏蔽环。
5、优选的，所述的igbt驱动板上连接有测试底座，所述的待测件安装在测试底座上。
6、优选的，所述的安装箱一侧设有水箱，所述的水箱提供igbt测试模块降温用水流。
7、优选的，所述的igbt驱动板与igbt测试模块之间设有继电器，当所述的供电电源发生短路，所述的电路探头监测到电压异常升高，将基准信号传输至所述的控制板，所述的控制板经过逻辑处理回检信号传递至igbt驱动板，所述的igbt驱动板控制继电器断开所述供电电源与igbt测试模块的电流传输。
8、优选的，所述的供电电源与igbt测试模块之间连接有电容，当所述的供电电源发生短路，所述的供电电源与igbt测试模块之间电流变大，所述的电容进行瞬时异常电流的存储。
9、优选的，所述的安装箱顶部设有顶箱，所述的安装箱底部设有底箱，所述的底箱内安装有散热扇。
10、一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备的使用方法：
11、第一步：进行半导体老化设备使用前部件的安装，将控制箱、igbt驱动板和水箱依次连接到igbt测试模块上；
12、第二步：将输入高压与供电电源、plc控制电路和水箱相连，进行电源的输入，并通过控制箱进行控制；
13、第三步：将待测件安装到运动机构上，通过控制箱传输控制信号至plc控制电路上；
14、第四步：plc控制电路传输指令，通过三工位气缸带动夹爪气缸连接的夹爪，将运动机构上的待测件送入igbt测试模块上；
15、第五步：igbt测试模块与待测件电性连接，通过控制箱传输测试参数至控制板，控制板控制igbt驱动板对igbt测试模块进入测试状态，对igbt测试模块内的待测件进行老化测试；
16、第六步：当测试需要使用水流降温时，水箱内的水流通过水管流入igbt测试模块的降温腔，对igbt测试模块及待测件进行降温，以达到测试设定参数；
17、第七步：当测试结束后，水箱内的水流通过水管流入igbt测试模块的降温腔，对igbt测试模块及待测件进行降温，通过夹爪气缸及运动机构将待测件从igbt测试模块上取下，进行测试后的收集；
18、第八步：当老化测试过程中，设备电路中出现短路情况时，此时电压电流变大，电容对电路中的出现的异常电流进行暂时存储，同时电路探头将异常信号传递至运算放大器，经过放大后形成基准信号；
19、第九步：基准信号送入控制板，控制板经过处理将回检信号送入igbt驱动板，igbt驱动板通过继电器断开与igbt测试模块的连接，避免参数异常损坏待测件；
20、第十步：进行设备维修，保证电路中参数正常，继续进行待测件的测试。
21、优选的，所述的第二步中，当供电电源对igbt测试模块输入电流时，通过母排上的屏蔽环降低电流传输的杂感。
22、优选的，所述的第十步中进行设备维修时，所述的输入高压与供电电源均通过控制箱进行断开处理。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24、1、通过供电电源、母排和屏蔽环的配合使用，通过屏蔽环降低传输板之间由于堆叠距离过近造成的电流杂感较大，减少电流杂感对电流传输使用的问题，提高老化测试效率；
25、2、通过保护电路与电容的配合使用，可以对igbt测试模块上的待测件提供双重保护，且通过电路探头和运算放大器的配合使用，可以在短时间内（3-6us）达到断开igbt测试模块上电流的效果，大大减少由于短路造成电路中存在残余电流对待测件造成的二次伤害；
26、3、通过夹爪气缸、plc控制电路和三工位气缸等部件的配合使用，可以将待测件自动进行安装到igbt测试模块上，进行老化测试，大大提高老化测试效率，同时减少人工参与造成的误差
27、综上所述，本发明通过保护电路与电容的配合使用，可以对igbt测试模块上的待测件提供双重保护，且通过电路探头和运算放大器的配合使用，可以在短时间内（3-6us）达到断开igbt测试模块上电流的效果，大大减少由于短路造成电路中存在残余电流对待测件造成的二次伤害，通过屏蔽环降低传输板之间由于堆叠距离过近造成的电流杂感较大，减少电流杂感对电流传输使用的问题，提高老化测试效率，具有老化测试效率高，安全性好的优点，避免由于当前的老化测试设备由于设计问题，导致电路中杂感较多，影响电流输入效果，同时减少由于没有专门针对电路参与电流处理，导致老化测试元器件受到短路造成二次伤害的问题。
技术特征：
1.一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，包括安装箱，其特征是，所述的安装箱内设有控制箱，所述的控制箱上电性连接有电源接头，所述的电源接头上连接有供电电源，所述的供电电源上连接有输入高压，所述的输入高压上电性连接有plc控制电路，所述的plc控制电路上电性连接有igbt测试模块，所述的安装箱内安装有夹爪气缸、运动机构和三工位气缸，所述的夹爪气缸、运动机构和三工位气缸通过plc控制电路控制，所述的igbt测试模块上安装有待测件，所述的待测件通过夹爪气缸、运动机构和三工位气缸在安装箱内移动，所述的igbt测试模块上电性连接有igbt驱动板，所述的igbt驱动板上电性连接有控制板，所述的供电电源与控制箱之间电性连接有保护电路，所述的控制板与保护电路电性连接，所述的保护电路上设有电路探头，当所述的供电电源出现异常，所述的电路探头通过运算放大器，将所述的供电电源的基准信号传输至控制板，所述的控制板将回检信号传输至igbt驱动板，所述的igbt驱动板与igbt测试模块断开，保护所述的待测件。
2.根据权利要求1所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，其特征是，所述的控制箱内设有母排，所述的电源接头与母排相连，所述的母排上设有外护板，所述的外护板内设有传输板，所述的母排一侧设有传输接头，所述的传输接头外端与电源接头电性连接，所述的传输接头内端与传输板相连，所述的外护板母排上通过绝缘螺母连接有屏蔽环。
3.根据权利要求1所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，其特征是，所述的igbt驱动板上连接有测试底座，所述的待测件安装在测试底座上。
4.根据权利要求1所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，其特征是，.所述的安装箱一侧设有水箱，所述的水箱提供igbt测试模块降温用水流。
5.根据权利要求1所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，其特征是，所述的igbt驱动板与igbt测试模块之间设有继电器，当所述的供电电源发生短路，所述的电路探头监测到电压异常升高，将基准信号传输至所述的控制板，所述的控制板经过逻辑处理回检信号传递至igbt驱动板，所述的igbt驱动板控制继电器断开所述供电电源与igbt测试模块的电流传输。
6.根据权利要求1所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，其特征是，所述的供电电源与igbt测试模块之间连接有电容，当所述的供电电源发生短路，所述的供电电源与igbt测试模块之间电流变大，所述的电容进行瞬时异常电流的存储。
7.根据权利要求1所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备，其特征是，所述的安装箱顶部设有顶箱，所述的安装箱底部设有底箱，所述的底箱内安装有散热扇。
8.一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备的使用方法，其特征是：
9.根据权利要求8所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备的使用方法，其特征是，所述的第二步中，当供电电源对igbt测试模块输入电流时，通过母排上的屏蔽环降低电流传输的杂感。
10.根据权利要求8所述的一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备的使用方法，其特征是，所述的第十步中进行设备维修时，所述的输入高压与供电电源均通过控制箱进行断开处理。
技术总结
本发明公开一种带有功率保护电路的低杂感半导体老化设备及其使用方法，包括安装箱，所述的安装箱内设有控制箱，所述的控制箱上电性连接有电源接头，所述的电源接头上连接有供电电源，所述的供电电源上连接有输入高压。本发明通过保护电路与电容的配合使用，可以对IGBT测试模块上的待测件提供双重保护，且通过电路探头和运算放大器的配合使用，减少电流杂感对电流传输使用的问题，提高老化测试效率，具有老化测试效率高，安全性好的优点，避免由于当前的老化测试设备由于设计问题，导致电路中杂感较多，影响电流输入效果，同时减少由于没有专门针对电路参与电流处理，导致老化测试元器件受到短路造成二次伤害的问题。
技术研发人员：曹佶,胡艳伟,李林杰
受保护的技术使用者：浙江杭可仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5