專利名稱：一種用于半導(dǎo)體可靠性測試的帶溫度控制功能的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶溫控器的加熱裝置，應(yīng)用于半導(dǎo)體可靠性測 試。尤其是涉及一種應(yīng)用于需要加熱的半導(dǎo)體器件的可靠性測試的溫控裝 置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工業(yè)中，可靠性在產(chǎn)品的生產(chǎn)中是至關(guān)重要的，因而需要進(jìn)行
許多測試以保證器件的可靠性。這些可靠性測試包括LU測試(閂鎖效應(yīng)
測試，Latch Up test)、靜電放電測試(ElectrialStatic Urge, ESD)、
FT測試(成品測試，F(xiàn)inal Test), FA測試(失效分析測試，F(xiàn)ail Analysis) 以及其他電性測試。而在這些測試中，很多需要進(jìn)行高溫測試。
例如，按照J(rèn)EDEC(電子行業(yè)聯(lián)盟的半導(dǎo)體工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))-78，在可靠性測 試中，非常重要的LU測試，除了要求有常溫(Room—Te即erature， RT) LU測試外，也推薦使用高溫(通常指大于或等于55'C， 一些特殊的情況 下甚至高達(dá)85"C) LU測試。由于HT—LU (高溫閂鎖效應(yīng))的測試結(jié)果更 為多樣，而且它的測試結(jié)果更能模擬器件最壞的表現(xiàn)，以反映器件潛在的 缺陷，因而越來越多的產(chǎn)品要求進(jìn)行HT — LU測試。
HT — ASER (High Temperature Accelerated Soft Error Rate, 高溫 加速軟失效)測試也是一個例子。該測試需要將一個合適的DUT (Device Under Test,待測器件)板將一個樣品連接到一個測試機(jī)臺上后，使用 HT-ASER測試，也能表現(xiàn)得比常溫測試所得出的更接近實(shí)際工作狀態(tài)的結(jié) 果。
此外在FT測試(成品測試)中，也需要高溫環(huán)境以使測試結(jié)果更能 反映實(shí)際情況。
但是在不使用額外加熱工具的情況下，現(xiàn)有的測試設(shè)備不能夠提供所 述的高溫測試。這樣要達(dá)到高溫測試的溫度要求，就需要一套加熱裝置來 使測試器件處于高溫環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體高溫測試過程中的溫度控制，發(fā)明人提供了一種結(jié)構(gòu) 簡單，滿足高溫測試要求的低成本帶溫度控制功能的加熱裝置。
本裝置包含有溫度控制器、電源、加熱源、隔熱筒罩以及筒罩內(nèi)的 芯片插槽和傳感器。參見

圖1。本方案的加熱源采用熱輻射源，相對于現(xiàn) 有的加熱裝置釆用的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱風(fēng)送熱裝置作為加熱源的方案，本裝置 改用的輻射源結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，通過采用不同功率的輻射源，得到不
同的加熱性能。系統(tǒng)中的傳感器可采用PT—100Q或熱電偶。本方案的其
他部分可以直接選購市面上現(xiàn)有部件，以控制成本。此外，通過更換不同 功率的輻射源，以及調(diào)節(jié)輻射源與測試樣品之間的距離可以實(shí)現(xiàn)不同的溫 度上升或者下降的速率。以滿足不同的測試要求。
本裝置的使用范圍可以覆蓋當(dāng)前所有的產(chǎn)品，包括SRAM、 SDRAM、 DDR、 FLASH和各種邏輯芯片的測試。它們的封裝類型可以是TS0P-I1 44L、TS0P-II 54L、 DIP —48和GABGA-144B。
其工作過程如下
傳感器檢測加熱部件的溫度，將檢測到的信號傳送給溫度控制器，溫 度控制器通過調(diào)節(jié)電源的開啟和關(guān)閉，調(diào)節(jié)加熱源的功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)測試 器件的加熱溫度。
當(dāng)器件溫度過高時，溫度控制器根據(jù)傳感器傳來的信號，關(guān)閉電源的 輸出，進(jìn)而降低系統(tǒng)的溫度。
當(dāng)系統(tǒng)溫度過低時，溫度控制器根據(jù)傳感器傳來的信號，打開電源的 輸出，進(jìn)而升高系統(tǒng)的溫度。
本實(shí)用新型提供的加熱溫度范圍覆蓋常溫到125°C。 實(shí)際上，通過選用不同的鹵素?zé)?，還可以得到更高的測試溫度環(huán)境。 本實(shí)用新型的加熱裝置不僅加熱溫度穩(wěn)定，滿足現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的可靠 性測試的加熱要求，而且輻射源結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低廉。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是實(shí)施例1的示意圖。
圖3是使用實(shí)施例1后達(dá)到的加熱曲線。
其中，ll是溫度控制器，12是電源，13是傳感器，14是芯片插槽， 15是加熱源，21是溫度控制器，22是直流電源，23是加熱部件，24是傳 感器，25是加熱部件中的鹵素?zé)簟?br> 具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
圖2是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的照片。
本實(shí)施例包含有溫度控制器、電源、加熱源、隔熱筒罩以及筒罩內(nèi) 的芯片插槽和傳感器。
本實(shí)施例的熱源采用鹵素?zé)簟８鶕?jù)測試要求的不同，可以選用不同功 率的鹵素?zé)簟?br> 本實(shí)施例的傳感器使用高可靠性的PT—100Q的傳感器。它被放置在測 試器件表面并且連接到控制器上監(jiān)視并控制溫度。該傳感器在使用在本實(shí) 施例前需要被校準(zhǔn)。
本實(shí)施例的溫度控制器選用PT—100Q型的控制器。這種元件在0"C到 30(TC內(nèi)具有良好的線性，從而在半導(dǎo)體測試所需的溫度范圍內(nèi)(絕大部 分是在常溫到125"C范圍內(nèi))，具有足夠的可靠性和靈敏性，可以保證高 溫的準(zhǔn)確度。
本實(shí)施例使用電壓在OV到50V間可調(diào)的直流電源給加熱部分供電。 使用本設(shè)備時，將待測試器件放置在隔熱圓筒內(nèi)的芯片插槽中，使用 打開電源，對裝置供電。傳感器感應(yīng)到的溫度低于設(shè)定值，溫度控制器開 通對輻射頭供電的開關(guān)，輻射頭開始供熱。溫度上升，當(dāng)溫度高于設(shè)定值 時，溫度控制器關(guān)閉對輻射頭供電的開關(guān)，輻射頭停止供熱，裝置的溫度 下降。當(dāng)溫度再次低于設(shè)定值時，裝置再次加熱。如此反復(fù)，保持溫度在 設(shè)定值周圍。
由于本實(shí)施例采用的鹵素?zé)艚Y(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，本實(shí)施例的成本非常 低。由于本實(shí)施例通過改換不同功率的鹵素?zé)?，即可得到不同的溫度曲線， 以滿足不同的測試要求，大大降低了使用成本。
本實(shí)施例包含有溫度控制器、電源、加熱源、隔熱筒罩以及筒罩內(nèi)
的芯片插槽和傳感器。
本實(shí)施例的熱源采用遠(yuǎn)紅外燈。根據(jù)測試要求的不同，可以選用不同功
率的遠(yuǎn)紅外燈。本實(shí)施例的傳感器使用高可靠性的p—ioo溫度傳感器。
電壓使用0v到50v間可調(diào)的交流電源給加熱部分供電。
使用本設(shè)備時，將待測試器件放置在隔熱圓筒內(nèi)的芯片插槽中，使用打 開電源，對裝置供電。傳感器感應(yīng)到的溫度低于設(shè)定值，溫度控制器開通 對輻射頭供電的開關(guān)，輻射頭開始供熱。溫度上升，當(dāng)溫度高于設(shè)定值時， 溫度控制器關(guān)閉對輻射頭供電的開關(guān)，輻射頭停止供熱，裝置的溫度下降。 當(dāng)溫度再次低于設(shè)定值時，裝置再次加熱。如此反復(fù)，保持溫度在設(shè)定值 周圍。
使用實(shí)施例1在一個55"c到125"c的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測試，得到了一 個穩(wěn)定的溫度曲線，如圖3所示。
當(dāng)加熱溫度是55。c時，4分鐘后溫度即穩(wěn)定在55°c，溫度波動小于1°c。
當(dāng)加熱溫度是80'c時，4分鐘后溫度穩(wěn)定在8(tc，溫度波動小于2"c。 當(dāng)加熱溫度是io(tc時，9分鐘后溫度穩(wěn)定在io(tc，溫度波動小于2。c。
當(dāng)加熱溫度是12(tc時，io分鐘后溫度穩(wěn)定在120°c，溫度波動小于3。c。
而這樣的加熱性能完全可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件可靠性實(shí)驗中的加熱要求。
實(shí)際上，通過選用不同的鹵素?zé)簦€可以得到更高的測試溫度環(huán)境。 由于室溫到125"c的溫度范圍覆蓋了包括嚴(yán)格的自動化應(yīng)用場合 (automotive applications)測試要求在內(nèi)的所有測試的溫度要求。這 樣在足夠大溫度范圍內(nèi)，本實(shí)施例都有很好的穩(wěn)定性來滿足半導(dǎo)體測試中 的高溫測試要求?？梢詮V泛地使用在晶圓代工廠，無工廠設(shè)計公司以及封 裝測試部門的相關(guān)測試中。
權(quán)利要求1.一種用于半導(dǎo)體可靠性測試的帶溫度控制功能的加熱裝置，用來對測試的器件進(jìn)行加熱，使測試在高溫環(huán)境中進(jìn)行；該加熱裝置含有溫度控制器、電源、加熱源和傳感器，其中所述傳感器用于檢測所述加熱部件的溫度并發(fā)送信號給所述溫度控制器；所述溫度控制器用于根據(jù)該信號對所述電源進(jìn)行控制，當(dāng)溫度過高時，控制所述電源關(guān)閉，溫度過低時，控制所述電源打開；其特征是采用的加熱源是輻射源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度控制功能的加熱裝置，其特征在于所 述加熱源是鹵素?zé)簟?br> 3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶溫度控制功能的加熱裝置，其特征在于所 述加熱源是遠(yuǎn)紅外加熱頭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶溫度控制功能的加熱裝置，用于半導(dǎo)體器件可靠性測試的加熱。所述裝置含有一加熱部件，由輻射源構(gòu)成；一直流電源，用于對系統(tǒng)供電；一傳感器與一溫度控制器，用于對測試環(huán)境的溫度控制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高，可用于對半導(dǎo)體器件進(jìn)行可精確控制溫度的加熱。
文檔編號H05B3/00GK201004454SQ20062004388
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者盧秋明, 張榮哲, 江順旺, 簡維廷, 覃碨珺 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司