專利名稱：高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導體器件老化測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，半導體器件已經(jīng)廣泛應用到航天、軍用、工業(yè)、汽車和民用領(lǐng)域等，為了保證半導體器件在應用過程中的穩(wěn)定性，半導體器件應用廠家或半導體器件設(shè)計生產(chǎn)廠家均會對半導體器件進行老化篩選試驗。目前，半導體器件老化篩選試驗一般針對批量的半導體器件進行，在進行高溫反偏試驗時，首先將批量半導體器件分別焊接在多個老化板上，并在老化板上加載反偏電源，然后將焊接有半導體器件的老化板放入高溫烘箱中進行老化試驗，同時記錄老化開始時間和老化結(jié)束時間。當老化結(jié)束后，逐個檢測從老化板上分離出的半導體器件，通過檢測結(jié)果判斷半導體器件的性能，篩選出無異常的半導體器件。采用上述檢測過程，雖然能篩選出性能優(yōu)良的半導體器件，但是無法實時監(jiān)控半導體器件的整個老化過程，使個別半導體器件在老化過程中因反偏漏電流過大等因素造成損傷或損壞，同時，亦無法知曉半導體器件在老化過程中的反偏漏電流變化，不利于半導體器件的老化數(shù)據(jù)分析。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有老化篩選方式不利于半導體器件性能分析的問題，提供了一種在老化篩選過程中能實時監(jiān)控及存儲半導體器件反偏漏電流的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)。為解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種高溫反偏實時監(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時監(jiān)測半導體器件反偏漏電流的若干監(jiān)測單元和安裝在高溫烘箱內(nèi)用于連接半導體器件的若干老化板，單個監(jiān)測單元用于監(jiān)測其中一塊老化板中的半導體器件，主控中心和監(jiān)測單元均由系統(tǒng)電源供電；所述監(jiān)測單元包括用于提供反偏電源的數(shù)控高壓電路和用于實時傳遞及存儲老化板中各半導體器件反偏漏電流的測試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路和測試監(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，老化板輸出每個半導體器件的反偏漏電流到測試監(jiān)控電路中，測試監(jiān)控電路實時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、實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及存儲，是整個監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心。老化板具有多個安裝工位，安裝工位用于連接半導體器件，老化板上設(shè)有反偏電源加載端和各半導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半導體器件上，每一個半導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體器件的反偏漏電流。與老化板上的工位相對應的，測試監(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應連接其中一個半導體器件的反偏漏電流輸出端，使每個半導體器件在測試過程中均能通過測試監(jiān)控電路實現(xiàn)實時監(jiān)控。高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)在進行高溫反偏試驗時，多塊老化板上已連接有若干待測試半導體器件，多塊老化板對應需要多個監(jiān)測單元進行實時監(jiān)控，主控中心、數(shù)控高壓電路和測試監(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體器件加載反偏電源。在半導體器件的高溫反偏測試過程中，各老化板中所有半導體器件的反偏漏電流輸出端輸出反偏漏電流到測試監(jiān)控電路的多路反偏漏電流輸入端中，測試監(jiān)控電路對所有半導體器件的反偏漏電流數(shù)據(jù)信息進行處理并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)輸出端輸出到主控中心的數(shù)據(jù)輸入端中存儲和分析。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)在整個測試過程中通過測試監(jiān)控電路實時監(jiān)測每塊老化板上所有半導體器件的反偏漏電流，并在主控中心實現(xiàn)反偏漏電流數(shù)據(jù)信息的存儲，檢測數(shù)據(jù)信息能準確的反映出反偏漏電流的變化，有利于半導體器件的精細化分析。本實用新型既能滿足半導體器件應用廠家對半導體器件進行大量的老化篩選試驗，又能滿足半導體器件設(shè)計生產(chǎn)廠家對半導體器件進行大量老化分析試驗。優(yōu)選地，所述測試監(jiān)控電路包括用于處理及傳遞老化板中各半導體器件反偏漏電流的多個反偏漏電流監(jiān)測子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路和用于存儲反偏漏電流數(shù)據(jù)信息的微處理器，反偏漏電流監(jiān)測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)測子電路輸出處理后的模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。優(yōu)選地，所述測試監(jiān)控電路還包括用于處理及傳遞老化板中半導體器件反偏電壓的反偏電壓監(jiān)測子電路，反偏電壓監(jiān)測子電路接收并處理老化板輸出的反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測子電路輸出處理后的模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。各半導體器件反偏電壓的實時檢測，使半導體器件的數(shù)據(jù)信息分析更全面、細致，進一步確保了數(shù)據(jù)信息的準確性。優(yōu)選地，所述測試監(jiān)控電路還設(shè)有用于監(jiān)測反偏漏電流是否處于閾值范圍內(nèi)的多個反偏漏電流異常判斷子電路、記錄有老化板中半導體器件工位數(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時輸出的反偏漏電流，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，同時微處理器輸出啟動信號給反偏漏電流保護子電路，反偏漏電流保護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，并實時通過與半導體器件反偏漏電流大小的比較，判斷出某個半導體器件為異常器件，同時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到異常信號并確定該異常器件的對應異常工位信息，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，同時啟動反偏漏電流保護子電路切斷異常器件的反偏電源，對該異常器件的進行保護。該異常檢測功能的設(shè)定，使半導體器件在出現(xiàn)異常征兆時能及時被切斷電壓，避免了老化篩選過程中損傷和損壞。優(yōu)選地，所述測試監(jiān)控電路還包括用于監(jiān)測每塊老化板溫度的溫度監(jiān)測子電路，溫度監(jiān)測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)測子電路輸出處理后的溫度模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。溫度傳感器設(shè)置在每一塊老化板的中間部位，能實時準確的測量出高溫烘箱內(nèi)各個老化板的實時老化溫度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因散熱不均衡等因素引起的測量誤差。優(yōu)選地，所述主控中心與測試監(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，同時電壓鉗位子電路使整個系統(tǒng)處于設(shè)定的電壓值，即使在開路狀態(tài)下，也不會超過系統(tǒng)設(shè)定的最大電壓，從而避免了高電壓輸出對老化板上半導體器造成的損壞。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、反饋子電路和選擇器，電壓鉗位子電路通過選擇器與功率放大子電路相連，電壓采樣子電路對功率放大子電路輸出的反偏電源進行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送到反饋子電路中，反饋子電路輸出反饋電壓到選擇器中，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，光耦隔離器件就會輸出端輸出低電平，電源監(jiān)控電路檢測到低電平信號，切斷系統(tǒng)電源，保護整個系統(tǒng)。

圖1是本實用新型高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)的電路原理框圖。圖2是本實用新型高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)中測試監(jiān)控電路的電路原理框圖。圖3是本實用新型高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)控高壓電路的電路原理框圖。圖4是本實用新型高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)中測試監(jiān)控電路的部分電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進一步詳細說明本實用新型，但本實用新型的保護范圍并不限于此。[0025]參照圖1，本實用新型的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)包括主控中心、系統(tǒng)電源、若干監(jiān)測單元和若干老化板，每一個監(jiān)測單元用于檢測其中一塊老化板中的半導體器件。主控中心用于發(fā)送控制信息、實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及存儲，監(jiān)測單元用于提供反偏電源及實時監(jiān)測所有半導體器件的反偏漏電流，老化板的每一個工位用于連接半導體器件，主控中心和監(jiān)測單元分別由系統(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，當電源異常時，切斷系統(tǒng)電源，保護整個系統(tǒng)。每一個監(jiān)測單元均具有數(shù)控高壓電路和測試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路用于提供反偏電源，測試監(jiān)控電路用于實時傳遞及存儲老化板中各半導體器件反偏漏電流、反偏電壓和老化板的老化溫度，并在半導體器件出現(xiàn)異常征兆時切斷反偏電源進行器件保護。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，老化板輸出每個半導體器件的反偏漏電流到測試監(jiān)控電路中，測試監(jiān)控電路實時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反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。主控中心與測試監(jiān)控電路和數(shù)控高壓電路之間的連接線均為差分信號傳輸總線，如可采用RS485串行總線。參照圖2，所述測試監(jiān)控電路包括反偏電壓監(jiān)測子電路、多個反偏漏電流監(jiān)測子電路、多個反偏漏電流異常判斷子電路、溫度監(jiān)測子電路、CPLD可編程邏輯器件、反偏漏電流保護子電路、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)測子電路、反偏漏電流監(jiān)測子電路、反偏漏電流異常判斷子電路和溫度監(jiān)測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)測子電路、反偏漏電流監(jiān)測子電路和溫度監(jiān)測子電路相連，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，反偏漏電流保護子電路與反偏漏電流監(jiān)測子電路相連。反偏電壓監(jiān)測子電路、多個反偏漏電流監(jiān)測子電路、多個反偏漏電流異常判斷子電路、溫度監(jiān)測子電路、CPLD可編程邏輯器件、反偏漏電流保護子電路、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)測子電路用于處理及傳遞老化板中半導體器件反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測子電路接收并處理老化板輸出的反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測子電路輸出處理后的模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。反偏漏電流監(jiān)測子電路用于處理及傳遞老化板中各半導體器件反偏漏電流，反偏漏電流監(jiān)測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)測子電路輸出處理后的模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。反偏漏電流異常判斷子電路用于監(jiān)測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時輸出的反偏漏電流，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中，同時微處理器輸出啟動信號給反偏漏電流保護子電路，反偏漏電流保護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體器件工位數(shù)據(jù)，反偏漏電流保護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反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。溫度監(jiān)測子電路用于每塊老化板溫度檢測，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。參照圖3，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、反饋子電路和選擇器，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、反饋子電路和選擇器相連，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。高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)在進行高溫反偏試驗時，監(jiān)控系統(tǒng)首先由主控中心通過控制端發(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體器件加載反偏電源。在半導體器件的高溫反偏測試過程中，各老化板中所有半導體器件輸出反偏漏電流和反偏電壓，并輸入到對應的反偏漏電流監(jiān)測子電路和反偏電壓監(jiān)測子電路中，反偏漏電流監(jiān)測子電路和反偏電壓監(jiān)測子電路對反偏漏電流和反偏電壓進行處理，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和分析。上述監(jiān)測過程用于完成本實用新型中各半導體器件的反偏漏電流和反偏電壓實時數(shù)據(jù)的檢測和存儲。在上述數(shù)據(jù)檢測的同時，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，則判斷為存在某個半導體器件為異常器件，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到異常信號并確定該異常器件的對應異常工位信息，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，同時啟動反偏漏電流保護子電路切斷異常器件的反偏電源，即切斷與該半導體器件相連的反偏漏電流監(jiān)測子電路，使該路高溫反偏檢測斷路，對該異常器件的進行保護。該異常檢測功能的設(shè)定，使半導體器件在出現(xiàn)異常征兆時能及時被切斷電壓，避免了老化篩選過程中損傷和損壞，由于異常半導體器件的反偏漏電流和電壓實時進行數(shù)據(jù)檢測，有利于異常半導體器件的性能分析。本實用新型中提及的反偏電壓監(jiān)測子電路、反偏漏電流監(jiān)測子電路、反偏漏電流異常判斷子電路、溫度監(jiān)測子電路、反偏漏電流保護子電路、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子電路均有多種具體實施方案，本實用新型舉一具體例子對上述電路進行詳細說明。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子電路均為常規(guī)功能的電路，通過現(xiàn)有技術(shù)的手段均能簡單實現(xiàn)，在此不再贅述。反偏漏電流保護子電路采用D型鎖存器，差分信號傳輸總線采用RS485串行總線，相對應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，均可實現(xiàn)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。參照圖4，所述反偏漏電流監(jiān)測子電路包括第一運算放大器LF1、第二運算放大器LF2和若干電阻，第一運算放大器LFl和第二運算放大器LF2均由電源供電，第一運算放大器LFl和第二運算放大器LF2的同相輸入端接地，第一運算放大器LFl和第二運算放大器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子電路相連，開關(guān)Kl的輸入端為反偏漏電流監(jiān)測子電路的輸入端，第一運算放大器LFl的輸出端與通過電阻Rl與第二運算放大器LF2的反相輸入端相連，第二運算放大器LF2的輸出端為反偏漏電流監(jiān)測子電路的輸出端。所述反偏電壓監(jiān)測子電路包括第三運算放大器LF3、第四運算放大器LF4和若干電阻，第三運算放大器LF3和第四運算放大器LF4均由電源供電，第三運算放大器LF3和第四運算放大器LF4的同相輸入端接地，第三運算放大器LF3和第四運算放大器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)測子電路的輸入端，第三運算放大器LF3的輸出端通過電阻R7與第四運算放大器LF4的反相輸入端相連，第四運算放大器LF4的輸出端為反偏電壓監(jiān)測子電路輸出端。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算放大器LFl的輸出端相連，比較器LMl的輸出端上通過電阻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)測子電路包括第五運算放大器LF5、第六運算放大器LF6、穩(wěn)壓二極管D1、若干電阻和溫度傳感器PT，第五運算放大器LF5和第六運算放大器LF6均由電源供電，第五運算放大器LF5的同相輸入端通過電阻R9連接有VCC，電阻R9的另一端通過穩(wěn)壓二極管Dl接地，第五運算放大器LF5的反相輸入端通過電阻RlO接地，第五運算放大器LF5的反相輸入端與輸出端之間連接有溫度傳感器PT，第五運算放大器LF5的輸出端通過電阻Rll與第六運算放大器LF6的反相輸入端相連，第六運算放大器LF6的同相輸入端接地，第六運算放大器LF6的反相輸入端與輸出端之間連接有電阻R12，第六運算放大器LF6的輸出端為溫度監(jiān)測子電路的輸出端。上述說明中，凡未加特別說明的，均采用現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種高溫反偏實時監(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時監(jiān)測半導體器件反偏漏電流的若干監(jiān)測單元和安裝在高溫烘箱內(nèi)用于連接半導體器件的若干老化板，單個監(jiān)測單元用于監(jiān)測其中一塊老化板中的半導體器件，主控中心和監(jiān)測單元均由系統(tǒng)電源供電； 所述監(jiān)測單元包括用于提供反偏電源的數(shù)控高壓電路和用于實時傳遞及存儲老化板中各半導體器件反偏漏電流的測試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路和測試監(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，老化板輸出每個半導體器件的反偏漏電流到測試監(jiān)控電路中，測試監(jiān)控電路實時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所述的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測試監(jiān)控電路包括用于處理及傳遞老化板中各半導體器件反偏漏電流的多個反偏漏電流監(jiān)測子電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路和用于存儲反偏漏電流數(shù)據(jù)信息的微處理器，反偏漏電流監(jiān)測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)測子電路輸出處理后的模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測試監(jiān)控電路還包括用于處理及傳遞老化板中半導體器件反偏電壓的反偏電壓監(jiān)測子電路，反偏電壓監(jiān)測子電路接收并處理老化板輸出的反偏電壓，反偏電壓監(jiān)測子電路輸出處理后的模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測試監(jiān)控電路還設(shè)有用于監(jiān)測反偏漏電流是否處于閾值范圍內(nèi)的多個反偏漏電流異常判斷子電路、記錄有老化板中半導體器件工位數(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時輸出的反偏漏電流，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，同時微處理器輸出啟動信號給反偏漏電流保護子電路，反偏漏電流保護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所述的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述測試監(jiān)控電路還包括用于監(jiān)測每塊老化板溫度的溫度監(jiān)測子電路，溫度監(jiān)測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)測子電路輸出處理后的溫度模擬電壓信號到模數(shù)轉(zhuǎn)換子電路中進行模數(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。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述主控中心與測試監(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所述的高溫反偏實時監(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所述的高溫反偏實時監(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、反饋子電路和選擇器，電壓鉗位子電路通過選擇器與功率放大子電路相連，電壓采樣子電路對功率放大子電路輸出的反偏電源進行采樣，并將采樣數(shù)據(jù)發(fā)送到反饋子電路中，反饋子電路輸出反饋電壓到選擇器中，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所述的高溫反偏實時監(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 系統(tǒng)電源工作狀態(tài)的電源監(jiān)控電路。
專利摘要本實用新型涉及一種高溫反偏實時監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控中心、系統(tǒng)電源、若干監(jiān)測單元和若干老化板，監(jiān)測單元包括數(shù)控高壓電路和測試監(jiān)控電路，數(shù)控高壓電路和測試監(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，老化板實時輸出每個半導體器件的反偏漏電流到測試監(jiān)控電路中，測試監(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反偏漏電流數(shù)據(jù)信息。本實用新型既能滿足半導體器件應用廠家對半導體器件進行的老化篩選試驗，又能滿足半導體器件設(shè)計生產(chǎn)廠家對半導體器件進行大量老化分析試驗。
文檔編號G01R19/165GK203069741SQ20122074874
公開日2013年7月17日 申請日期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, 魏建中 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司