一種應用于半導體器件熱阻測量的器件自動固定裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用于半導體器件熱阻測量的器件自動固定裝置，包括上位機、FPGA、驅動電路、步進電機、壓力傳感器、AD轉換芯片、夾具。上位機與FPGA通過USB轉TTL模塊相連，F(xiàn)PGA通過驅動電路與步進電機相連，步進電機與夾具相連，壓力傳感器固定在夾具上，壓力傳感器通過AD轉換芯片與FPGA相連。通過上位機設定一壓力值，步進電機通過驅動絲桿轉動給器件施加壓力，在加壓過程中器件所受壓力能夠通過傳感器實時反饋給上位機形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，上位機根據反饋回的壓力值與設定值比較控制步進電機轉動，確保最終施加給器件的壓力值準確。本裝置自動化程度高，操作簡易，保證施加的壓力值準確，提高半導體器件熱阻測量準確性。
【專利說明】
一種應用于半導體器件熱阻測量的器件自動固定裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉屬于半導體器件熱阻測量領域，具體涉及一種可任意設定壓力值并且能夠自動固定半導體器件的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，半導體器件熱阻測試多采用電學法，測量時需用固定裝置將器件壓于恒溫平臺上，該壓力大小對于測量結果影響很大?，F(xiàn)有的簡易器件固定裝置操作復雜，并且難以保證施加壓力的可重復性，并且大小也無法得知，造成測量結果不準確甚至損壞器件。步進電機控制的半導體器件自動固定裝置，利用了 FPGA強大的運算能力、邏輯判斷能力，加上壓力傳感器，電路等構成的自動控制系統(tǒng)，自動化程度高，操作簡易，能夠保證施加的壓力值準確，提高半導體器件熱阻測量準確性。

【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有固定裝置的不足，本實用新型的目的在于，提供一種性能穩(wěn)定，壓力值準確，自動化程度高，操作簡便的半導體器件自動固定裝置。
[0004]為了實現(xiàn)上述任務，本實用新型采用如下技術方案予以實現(xiàn):
[0005]—種應用于半導體器件熱阻測量的器件自動固定裝置，其特征在于:包括上位機、FPGA模塊、USB轉TTL模塊、驅動電路、步進電機、AD轉換芯片、夾具;上位機與FPGA通過USB轉TTL模塊相連，F(xiàn)PGA通過驅動電路與步進電機相連，步進電機與夾具相連，壓力傳感器固定在夾具上是夾具的一部分，壓力傳感器通過AD轉換芯片與FPGA相連；
[0006]所述夾具的結構為:步進電機通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿相連，在導軌上安裝一塊穿過滾珠絲桿的滑塊，在滑塊上固定一根上壓桿，外套筒通過水平橫梁固定在垂直立柱上，內套筒套在外套筒內，內套筒能在外套筒內自由滑動，彈簧裝在內套筒內，上壓桿穿過內套筒與彈簧接觸，彈簧下端與下壓桿之間裝有壓力傳感器，將垂直立柱固定在底座上。
[0007]本實用新型還具有如下技術特點:
[0008]所述FPGA模塊采用EP2C8Q208C8N芯片。
[0009]所述USB轉TTL模塊采用PL2303模塊。
[0010]所述AD轉換芯片采用MAX197。
[0011]所述壓力傳感器采用電阻式壓力傳感器FSR402。
[0012]本實用新型自動化程度高，壓力值精確，結構穩(wěn)定可靠，靈活度高可自由擺放，操作簡便能夠提高效率，結構簡單易于生產。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的的連接原理圖。
[0014]圖2為本實用新型的夾具結構示意圖。
[0015]圖中:1.步進電機，2.滾珠絲桿，3.導軌，4.垂直立柱，5.水平橫梁，6.底座，7.聯(lián)軸器，8.滑塊，9.上壓桿，10.外套筒，11.彈簧，12.內套筒，13.壓力傳感器，14.下壓桿。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0017]遵從上述技術方案，如圖1和圖2所示，本實用新型包括上位機、FPGA模塊、驅動電路、步進電機、壓力傳感器、AD轉換芯片、夾具。上位機與FPGA通過USB轉TTL模塊相連，F(xiàn)PGA通過驅動電路與步進電機相連，步進電機與夾具相連，壓力傳感器固定在夾具上，壓力傳感器通過AD轉換芯片與FPGA相連。
[0018]步進電機I通過聯(lián)軸器7與滾珠絲桿2相連，在導軌3上安裝一塊穿過滾珠絲桿2的滑塊8，在滑塊上固定一根上壓桿9，外套筒10通過水平橫梁5固定在垂直立柱4上，內套筒12套在外套筒10內，內套筒能在外套筒內自由滑動，彈簧裝在內套筒內，上壓桿9穿過內套筒與彈簧11接觸，彈簧下端與下壓桿14之間裝有壓力傳感器，將垂直立柱4固定在底座6上。
[0019]所述USB轉TTL模塊采用PL2303模塊，該器件內置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調制解調器控制信號的UART，只需外接幾只電容就可實現(xiàn)USB信號與RS232信號的轉換，能夠方便嵌入到各種設備。
[0020]所述FPGA模塊采用EP2C8Q208C8N芯片。
[0021 ] 所述AD轉換芯片采用MAX197，MAX197是具有12位測量精度的高速A/D轉換芯片，只需單一電源供電，且轉換時間很短(6us)，具有8路輸入通道，還可以和大部分FPGA直接接口，使用十分方便。
[0022]所述壓力傳感器采用電阻式壓力傳感器FSR402。
[0023]通過上位機軟件設置某一壓力值，上位機通過串口將指令發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA給驅動電路發(fā)送指令控制步進電機轉動，步進電機帶動滾珠絲桿轉動，通過絲桿的轉動滑塊在絲桿上直線運動帶動上下壓桿運動，上下壓桿通過擠壓彈簧可帶動內套筒上下滑動，當下壓桿接觸到器件時，步進電機繼續(xù)轉動產生一定壓力值，此時壓力傳感器檢測到壓力值將模擬信號發(fā)送給AD轉換芯片將模擬信號轉換成數(shù)字信號發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA通過串口將壓力值發(fā)送給上位機，上位機將實際的壓力值與設定值進行比較再次給FPGA發(fā)送指令控制步進電機轉動，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)直至實際的壓力值達到設定值。
【主權項】
1.一種應用于半導體器件熱阻測量的器件自動固定裝置，其特征在于:包括上位機、FPGA模塊、USB轉TTL模塊、驅動電路、步進電機、AD轉換芯片、夾具;上位機與FPGA通過USB轉TTL模塊相連，F(xiàn)PGA通過驅動電路與步進電機相連，步進電機與夾具相連，壓力傳感器固定在夾具上是夾具的一部分，壓力傳感器通過AD轉換芯片與FPGA相連； 所述夾具的結構為:步進電機通過聯(lián)軸器與滾珠絲桿相連，在導軌上安裝一塊穿過滾珠絲桿的滑塊，在滑塊上固定一根上壓桿，外套筒通過水平橫梁固定在垂直立柱上，內套筒套在外套筒內，內套筒能在外套筒內自由滑動，彈簧裝在內套筒內，上壓桿穿過內套筒與彈簧接觸，彈簧下端與下壓桿之間裝有壓力傳感器，將垂直立柱固定在底座上。2.根據權利要求1所述的半導體器件熱阻測量中的器件自動固定裝置，其特征在于:所述FPGA模塊采用EP2C8Q208C8N芯片。3.根據權利要求1所述的半導體器件熱阻測量中的器件自動固定裝置，其特征在于:所述USB轉TTL模塊采用PL2303模塊。4.根據權利要求1所述的半導體器件熱阻測量中的器件自動固定裝置，其特征在于:所述AD轉換芯片采用MAX197。5.根據權利要求1所述的半導體器件熱阻測量中的器件自動固定裝置，其特征在于:所述壓力傳感器采用電阻式壓力傳感器FSR402。
【文檔編號】G01R1/04GK205426968SQ201620224719
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月20日
【發(fā)明人】馮士維, 王超, 史冬, 陳宇崢
【申請人】北京工業(yè)大學