CN1050444C - 半导体器件功率老化设备中控制器件温度恒定的方法 - Google Patents

Abstract

一种半导体器件老化设备中控制器件温度恒定的方法，属于半导体器件老化设备制造技术。首先，选择散热面积适当的散热器，使安装在所选定的散热器上的被老化器件施加规定的功率后，所产生的热量不足以达到规定的老化温度，选择功率足够的加热器，使其所产生的热量弥补上述热量的不足，从而达到使被老化半导体器件温度恒定的目的。本发明可使半导体器件老化设备的结构更简单，从而降低了设备的成本，提高了设备的可靠性。

Description

半导体器件功率老化设备中控制器件温度恒定的方法

一种半导体器件功率老化设备中控制器件温度恒定的方法。本发明涉及制造半导体器件老化设备时所使用的控制被老化半导体器件温度恒定的方法。

众所周知，为提高半导体器件的可靠性，在半导体器件出厂前应按有关的器件技术标准对它们进行老化，使被老化的半导体器件在规定的条件下工作规定的时间即对它施加规定的电流或功率并使其温度维持在规定范围内，为使半导体器件能按有关的器件技术标准进行老化，就需要有半导体器件老化设备，这类老化设备往往要同时老化几十只至几百只半导体器件，尽管在设备中每只被老化的半导体器件所使用的散热器及对器件所施加的电流或功率相同，但由于被老化的半导体器件参数的差异以及它们所处环境中散热条件的差异与扰动，要想把每只被老化半导体器件的温度都维持在规定范围内，老化设备必须对每只被老化半导体器件的温度进行单独的控制。在电子设备中控制半导体器件温度通常采用增加散热器散热能力，降低散热器温度的方法，为增加散热器散热能力，可采用水冷或风冷，水冷是指在散热器上安装冷水管使两者间有良好的热接触，通过调节冷水流量来改变冷水从散热器上带走的热量，从而达到调节在散热器上安装的半导体器件温度的目的。风冷是指在散热器附近安装风机，通过调节风机转速来改变空气从散热器表面流过的速度，从而改变空气从散热器上带走的热量而达到调节在散热器上安装的半导体器件温度的目的。尽管这些方法行之有效且被广泛用于各类电子设备中，但在半导体器件老化设备制造中采用这些方法来控制被老化半导体器件温度，会使设备变得相当复杂，从而增加了设备的成本，降低了设备的可靠性。因为在半导体器件老化设备中要同时对几十只至几百只被老化半导体器件的温度进行单独的控制，如果采用水冷，就要在设备中安装几十至几百套独立的冷水管，而且为单独控制这些水管中的冷水流量又要在设备中安装几十至几百只流量连续可调的电磁阀门以及几十至几百套驱动它们的电子设备。如果采用风冷，就要在设备中安装几十至几百台风机以及几十至几百套独立驱动它们调速的电子设备。此外采用风冷的老化设备中，各老化管位间要隔开一定的距离以免气流互相干扰，这又势必增加设备的占地面积。鉴于上述原因在半导体器件老化设备制造中应找寻一种更简便的控制被老化半导体器件温度恒定的方法。

本发明的目的在于解决上述已有技术存在的问题，提供一种制造半导体器件老化设备时所使用的非常简便的控制被老化半导体器件温度恒定的方法。

本发明以如下技术方案实现：包括在散热器上安装温度传感器和调温执行机构，温度调节器采集温度传感器的数据，按适当的控制规律闭环调节调温执行机构，以达到被老化的半导体器件温度恒定。首先，给被老化半导体器件分别选择散热面积适当的散热器，使安装在所选择的散热器上被老化半导体器件，当被施加该器件老化技术标准规定的电流或功率后，所产生的热量使处在老化设备规定环境中被老化的半导体器件温度达不到该器件老化技术标准规定的老化温度；选择调温执行机构，此处所述的调温执行机构为加热器，选择加热功率足够的加热器并分别安装到已选定的散热器上，使该加热器所能产生的热量足以弥补在被老化半导体器件上施加该器件老化技术标准规定的电流或功率后所产生热量的不足。

本发明所具有的有益效果：本发明所提出的技术方案的特点是用增加散热器温度的方法而不是用传统的降低散热器温度的方法来控制被老化半导体器件温度的恒定，由于在设备中实施加热比实施致冷要容易得多，因此本发明所提出技术方案的优点是使半导体器件老化设备的结构更简单，从而降低了设备的成本，提高了设备的可靠性。

附图说明：

附图1是依本发明的技术方案实现的半导体器件老化设备的示意原理框图。

下面结合最佳实施例详细说明本发明。在半导体器件功率老化设备中控制器件温度恒定的方法应遵循下列设计原则：1、给被老化半导体器件分别选择散热面积适当的散热器，使得以良好的热接触安装在该散热器上的被老化半导体器件，被施加该器件老化技术标准规定的电流或功率后所产生的热量，不足以使处在老化设备规定环境中的被老化半导体器件温度达到该器件老化技术标准规定的老化温度。2、选择加热功率足够的加热器，在选定的散热器上以良好的热接触安装所选择的加热器，使得加热器所能产生的热量足以弥补在被老化半导体器件上施加该器件老化技术标准规定的电流或功率后所产生热量的不足，使处在老化设备规定环境中的被老化半导体器件温度能达到并超过该器件老化技术标准规定的老化温度。3、在选定的散热器上以良好的热接触安装测量范围及精度能满足被老化半导体器件老化技术标准对老化温度规定的温度传感器。4、老化设备中的温度调节器即计算机采集散热器上安装的温度传感器数据，按适当的控制规律闭环调节散热器上安装的加热器的输出功率，达到使被老化半导体器件温度恒定的目的。按上述设计原则，附图给出了依本发明的技术方案实现的半导体器件老化设备的示意原理图，附图1中1，2，……n是老化设备中n个老化管位所用的不同编号的散热器，R₁、R₂……R_n是在n个不同编号的散热器上分别安装的n个加热器，S₁、S₂……S_n是在n个不同编号的散热器上分别安装的n个温度传感器，Q₁、Q₂……Q_n是在n个不同编号的散热器上分另安装的n个被老化半导体器件。本实施例的温度调节器采用计算机控制系统，图1中计算机控制系统内的IN₁、IN₂……IN_n是分别用来采集温度传感器数据的n个模拟量输入接口。图1中计算机控制系统内的OUT₁、OUT₂……OUT_n是分别用来调节加热器输出的n个模拟量输出接口。当给被老化器件施加规定电流或功率的电源给Q₁至Q_n分别施加该器件老化技术标准规定的电流或功率，例如，若Q₁至Q_n是大功率二极管，则可施加正向平均整流电流为规定值的半波正弦电流，若Q₁至Q_n是大功率三极管，则可在规定的工作电压下施加规定的直流电流，因此被老化半导体器件Q₁至Q_n与安装它们的散热器的温度将会升高，由于散热器的散热面积适当，被老化半导体器件Q₁至Q_n的平衡温度会略低于该器件老化技术标准规定的老化温度。为使被老化半导体器件Q₁至Q_n的温度达到该器件老化技术标准规定的老化温度，就需要通过加热器R₁至R_n给被老化半导体器件Q₁至Q_n与安装它们的散热器补充适当的热量。由图1中温度传感器用电源供电的温度传感器S₁至S_n随时检测被老化半导体器件Q₁至Q_n的温度，并将温度信号转换成电信号，加至图1中做为温度调节器的计算机控制系统的模拟量输入端IN₁至IN_n。计算机控制系统根据由输入端IN₁至IN_n采集到的温度数据，计算出被老化半导体器件Q₁至Q_n的当前温度与该器件老化技术标准规定的老化温度间的偏差，按适当的控制规律例如PID调节规律求出应加到加热器R₁至R_n上驱动信号的大小，经由图1中计算机控制系统的模拟量输出端OUT₁至OUT_n加到由图1中加热用直流电源供电的加热器R₁至R_n上，从而达到使被老化半导体器件Q₁至Q_n温度恒定的目的。假如加热器R₁至R_n选用功率适当的陶瓷加热电阻，则模拟量输出端OUT_i至OUT_n可采用脉宽调制即PWM信号，计算机控制系统通过调节PWM信号的脉冲宽度即可改变加热器R₁至R_n上的加热功率，由此可见，依本发明所提出的技术方案制造半导体器件老化设备要比采用水冷或风冷简单得多。

Claims (1)

1、一种半导体器件功率老化设备中控制器件温度恒定的方法，包括在散热器上安装温度传感器和调温执行机构，温度调节器采集温度传感器的数据，闭环调节调温执行机构，其特征在于：

(1)给被老化半导体器件选择散热器，使其散热面积满足下述要求：在关闭加热器的情况下，给安装在散热器上的老化半导体器件被施加该器件老化技术标准规定的电流或功率，所产生的热量使处在老化设备规定环境中被老化的半导体器件温度达不到该器件老化技术标准规定的老化温度，否则应再增加散热面积；

(2)所述的调温执行机构为在散热器上安装加热器，它的加热功率应满足下述要求：当安装在散热器上的被老化半导体器件被施加该器件老化技术标准规定的电流或功率时，安装在散热器上的加热器所能产生的最大热量，应使处在老化设备规定环境中被老化的半导体器件温度超过该器件老化技术标准规定的老化温度，否则应再增加加热功率。

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