CN112903145B - 高低温探针台在片温度参数的校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高低温探针台在片温度参数的校准方法及装置，属于半导体测量技术领域，校准方法包括：将在片温度传感器放置在高低温探针台的控温平台上，并将控温平台推进高低温探针台的微室内；通过高低温探针台的显微镜进行观察，调节直流探针的位置以使直流探针与在片温度传感器的焊垫接触；将直流探针和电测仪器进行连接；设定标准温度，对高低温探针台的温度参数进行校准；对校准完成后的测量结果进行不确定度评定。技术效果：上述校准方法能够很好地模拟实际测量时的工作状况，更易于提高校准精度，并且，在完成温度参数的校准之后，还对测量结果进行不确定度评定，能够判断测量结果的准确性，实现有效的校准效果。

Description

高低温探针台在片温度参数的校准方法及装置

技术领域

本发明属于半导体测量技术领域，更具体地说，是涉及一种高低温探针台在片温度参数的校准方法及装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，半导体器件越来越受到工业生产领域的重视，集成度越来越高，由于芯片在整个制作过程中，芯片封装的成本占很大比例，如果能在封装前进行芯片测试，发现晶圆片当中的不良品进行标记，则在后段封装前可以将这些被标记的不良品舍弃，省下不必要的封装成本，因此，如何有效地检测裸芯片对半导体产业界是至关重要的。

为此，出现了高低温探针台，高低温探针台能够在不同的温度条件下对半导体器件裸芯片进行性能参数的测量，测试数据可用于研究分析半导体器件的质量和可靠性，缩短研发时间和半导体器件制造工艺的成本。高低温探针台能够合理地表征功率放大器、功率单片等裸芯片在不同温度下的增益、噪声系数等微波特性，通过比较器件的设计指标与测试系统测量结果之间的差异，不断指导工艺制造水平的改进，指导后续的产品设计和生产，从而成为半导体器件测试中关键的测试设备。

通常，高低温探针台主要包括温度显示部分、温度控制部分、控温平台、微室以及微室开关门，对半导体器件性能参数进行测量时，其测量过程为：

(1)打开微室开关门，将控温平台从微室内拉出来；

(2)将半导体器件放在控温平台上，打开气体开关，通过控温平台上的真空吸附孔将被测半导体器件吸附，使被测件与控温平台紧密接触，即将被测件进行固定；

(3)将被测件和控温平台推进微室中，并关上微室开关门；

(4)通过测试系统上方的显微镜进行观察，使探针与半导体器件测量端良好接触；

(5)将被测件和探针上方的敞口封闭，设定所需温度，待温度稳定后，利用探针、数据线及相关仪器开始半导体器件性能参数的测量。整个测量过程具有相对封闭性和在片测量的特点。

通过对上述测量过程进行分析，可以看出，控温平台主要用于为半导体器件提供环境温度，因此，对高低温探针台温度参数的校准即对其测量系统中控温平台的温度校准。传统的计量技术机构通常采用表面温度计作为标准器对其进行温度的校准，整个校准过程为：将控温平台从微室的环境拖曳至大气环境，为了保证控温平台的洁净度，将表面温度计在不加导热酯和粘合剂的情况下直接放置于恒温平台上进行表面温度的校准。整个校准过程主要有以下问题：

(1)校准时，标准器处于一个相对开放的环境，测量结果容易受到外界环境的影响。尤其是当温度降至0℃以下时，主卡盘会逐渐结霜，从而使标准器与控温平台之间的接触紧密程度降低，导致测量值越来越偏离实际值；

(2)表面温度计与控温平台的接触面之间没有导热硅脂和粘合剂等化学介质导热，造成两者之间无法达到理想接触，导致测量准确度降低，不确定度通常在1.5℃以上。

基于此，传统的校准过程无法模拟实际测量时的工作状况，难以达到准确校准高低温探针台温度参数的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高低温探针台在片温度参数的校准方法及装置，旨在解决传统的校准过程无法模拟实际测量时的工作状况，难以达到准确校准高低温探针台温度参数的目的的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高低温探针台在片温度参数的校准方法，基于在片温度传感器，包括以下步骤：

将在片温度传感器放置在所述高低温探针台的控温平台上，并将所述控温平台推进所述高低温探针台的微室内；

通过所述高低温探针台的显微镜进行观察，调节直流探针的位置以使所述直流探针与所述在片温度传感器的焊垫接触；

将所述直流探针和电测仪器进行连接；

设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准；

对校准完成后的测量结果进行不确定度评定。

作为本发明另一实施例，在所述将在片温度传感器放置在所述高低温探针台的控温平台上，并将所述控温平台推进所述高低温探针台的微室内的步骤中，在所述控温平台的表面区域内选择多个测量位置，多个所述测量位置包括几何中心位置，以及围绕所述几何中心位置均匀分布的多个等距离位置。

作为本发明另一实施例，在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，所述温度参数包括温度示值误差，所述温度示值误差的计算公式为：

式中：Δt为所述温度示值误差，℃；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_0标为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时的标准电阻值，Ω；t_标为所述标准温度，℃；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

作为本发明另一实施例，在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，所述温度参数包括温度稳定性，所述温度稳定性的计算公式为：

式中：t_f为所述温度稳定性，℃；R_0max为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻最大值，Ω；R_0min为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻最小值，Ω；t_标为所述标准温度，℃；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

作为本发明另一实施例，在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，所述温度参数包括温度均匀性，所述温度均匀性的计算公式为：

t_u＝max|t_i-t₀|；

式中：t_u为所述温度均匀性，℃；t_i为在第i个位置处所述在片温度传感器的测量温度值，℃，i为多个所述等距离位置中的不同位置；

其中，

为在第i个位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_i标为在第i个位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时的标准电阻值，Ω；t_标为所述标准温度，℃；

为在第i个位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃；

t₀为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器的测量温度值，℃；其中，

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_0标为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时的标准电阻值，Ω；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

作为本发明另一实施例，在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，当所述控温平台达到所述标准温度的时间为预设时长时，对所述高低温探针台的温度参数进行校准。

作为本发明另一实施例，所述对校准完成后的测量结果进行不确定度评定的步骤，包括：

选定多个不确定度分量；

根据多个所述不确定度分量合成标准不确定度；

根据所述标准不确定度计算得到扩展不确定度。

作为本发明另一实施例，在所述选定多个不确定度分量的步骤中，所述不确定度分量包括在片温度传感器的电阻测量重复性引入的不确定度，电测仪器引入的不确定度，在片温度传感器传递引入的不确定度，在片温度传感器稳定性引入的不确定度，以及在片温度传感器自热引入的不确定度。

作为本发明另一实施例，所述标准不确定度的计算公式为：

所述扩展不确定度的计算公式为：

U＝k×u_c；

式中：u_c为所述标准不确定度，u₁为所述在片温度传感器电阻测量重复性引入的不确定度，u₂为所述电测仪器引入的不确定度，u₃为所述在片温度传感器传递引入的不确定度，u₄为所述在片温度传感器稳定性引入的不确定度，u₅为所述在片温度传感器自热引入的不确定度，U为所述扩展不确定度，k为包含因子。

本发明提供的高低温探针台在片温度参数的校准方法至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本发明提供的高低温探针台在片温度参数的校准方法，采用在片温度传感器作为标准器放在控温平台并在微室内进行校准，校准过程与实际测量过程所处环境相同，不受外界因素影响，能够很好地模拟实际测量时的工作状况，更易于提高校准精度，并且，在完成温度参数的校准之后，还对测量结果进行不确定度评定，能够判断测量结果的准确性，实现有效的校准效果。

本发明还提供一种高低温探针台在片温度参数的校准装置，用于完成如上任一实施例所述的校准方法，包括：在片温度传感器，用于放置在高低温探针台的控温平台上；直流探针，用于与所述在片温度传感器的焊垫接触；以及电测仪器，与所述直流探针电连接。

本发明提供的高低温探针台在片温度参数的校准装置用于完成如上所述的校准方法，能够很好地模拟实际测量时的工作状况，更易于提高校准精度，还能够辅助判断测量结果的准确性，实现有效的校准效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例高低温探针台在片温度参数的校准方法的流程图；

图2为本发明一实施例中直流探针接触在片温度传感器的焊垫的示意图；

图3为本发明一实施例中多个测量位置的分布示意图；

图4为本发明另一实施例中多个测量位置的分布示意图；

图5为本发明一实施例中采用的高低温探针台的结构示意图。

图中：

100、高低温探针台 110、控温平台 112、真空吸附孔

120、微室 130、微室开关门 140、显微镜观察口

150、旋转手柄 200、直流探针 300、在片温度传感器

310、焊垫

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。“多个”指两个及以上数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请一并参阅图1至图5，现对本发明实施例提供的高低温探针台在片温度参数的校准方法及装置进行说明。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种高低温探针台在片温度参数的校准方法，基于在片温度传感器，包括以下步骤：

S100、将在片温度传感器放置在高低温探针台的控温平台上，并将控温平台推进高低温探针台的微室内。

具体地，在片温度传感器具体采用经过定标的在片铂电阻，即，已经预先获知在片温度传感器的电阻温度系数，如此能够在后续温度参数的校准和判定中转换电阻和温度。将在片温度传感器放置在控温平台上，再将控温平台推进微室内，使得校准过程与实际测量过程一致，能够模拟高低温探针台实际工作时的状况，包括材料的导热系数、环境的换热状况以及测量方式等，并且，在片温度传感器能够被控温平台紧紧吸附，位置可靠性更高，克服了传统的表面温度计测量结果误差较大的问题，提高了测量精确度。

此外，如图5所示，本发明实施例所采用高低温探针台100一般包括控温平台110，微室120，用于关闭微室120的微室开关门130，旋转手柄150和显微镜窗口140，控温平台110设有真空吸附孔112。

S200、通过高低温探针台的显微镜进行观察，调节直流探针的位置以使直流探针与在片温度传感器的焊垫接触。

请参阅图2，具体地，直流探针200接触在片温度传感器300的焊垫310，焊垫310又称为PAD压点。每两根直流探针200接触于一个焊垫310，通过显微镜可以实现直流探针200的微调，使得直流探针200和焊垫310实现良好接触。

S300、将直流探针和电测仪器进行连接。

具体地，直流探针通过导线与电测仪器实现电连接，每根直流探针分别连接测试引线，即采用四线制将电阻信号引出连接至电测仪器进行读取。电测仪器具体采用数字多用表，可以是多种型号的，例如，七位半或八位半等数字多用表，可以选用3458A、8508A等，本实施例中，可以选用八位半数字多用表3458A。

S400、设定标准温度，对高低温探针台的温度参数进行校准。

可以理解的是，根据校准要求可以适应性地设定标准温度。对于高低温探针台来说，一般可以将标准温度设为100℃进行校准，当然，还可以选用其他的温度点，例如，50℃、80℃、120℃、150℃、200℃等。在标准温度下，可以检测在片温度传感器的实际温度参数，从而校准判断实际温度参数与标准温度参数的关系。

S500、对校准完成后的测量结果进行不确定度评定。

本实施例中，在可以对在片温度传感器的温度参数进行校准的基础上，还可以对校准完成后的测量结果进行不确定度评定，从而可以得到整个测量过程中的误差性、相关性和可靠性，为校准过程提供信赖性参考，提高测量结果的准确性。

本发明实施例提供的高低温探针台在片温度参数的校准方法至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本发明实施例提供的高低温探针台在片温度参数的校准方法，采用在片温度传感器作为标准器放在控温平台并在微室内进行校准，校准过程与实际测量过程所处环境相同，不受外界因素影响，能够很好地模拟实际测量时的工作状况，更易于提高校准精度，并且，在完成温度参数的校准之后，还对测量结果进行不确定度评定，能够判断测量结果的准确性，实现有效的校准效果。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在将在片温度传感器放置在高低温探针台的控温平台上，并将控温平台推进高低温探针台的微室内的步骤S100中，在控温平台的表面区域内选择多个测量位置，多个测量位置包括几何中心位置，以及围绕几何中心位置均匀分布的多个等距离位置。

本实施例中，参照JJF 1409-2013《表面温度计校准规范》附录D的要求，可以在控温平台的表面区域内选择多个测量位置，位置选择标准为：以几何中心位置为基础，在几何中心位置的周围再均匀地选取多个等距离位置，本实施例中，等距离位置选取四个，故测量位置共计五个，即，选择五个位置放置在片温度传感器进行温度测量，覆盖范围更加全面，进而得到更加均匀可靠的测量结果，在片温度传感器具体采用在片铂电阻。例如，如图3所示，在坐标系D-D中，圆形的直径点可以设为等距离位置；如图4所示，在坐标系a-b中，矩形的对角线点可以设为等距离位置。在实际测量过程中，可以将同一在片温度传感器分别放置在几何中心位置和等距离位置进行测量，也可以将多个同一型号的在片温度传感器对应放置在几何中心位置和等距离位置进行测量。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在设定标准温度，对高低温探针台的温度参数进行校准的步骤S400中，当控温平台达到标准温度的时间为预设时长时，对高低温探针平台的温度参数进行校准。本实施例中，当控温平台维持标准温度达到预设时长时，再进行温度参数校准操作，能够避免初期温度波动性带来的影响，以便于得到更准确的测量结果。例如，调节标准温度至100℃，当标准温度达到100℃为15min之后需开始进行测量。当然，预设时长还可以是10min、20min、25min等时长。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在设定标准温度，对高低温探针台的温度参数进行校准的步骤S400中，温度参数包括温度示值误差，温度示值误差的计算公式为：

式中：Δt为温度示值误差，℃；

为在几何中心位置处在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_0标为在几何中心位置处在片温度传感器在标准温度时的标准电阻值，Ω；t_标为标准温度，℃；

为在几何中心位置处在片温度传感器在标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

本实施例中，选定几何中心位置作为评定温度示值误差的测量点，根据电测仪器的测量结果和在标准温度时在片温度传感器的相关已知参数进行计算，可以得出温度示值误差，从而对温度示值误差进行校准。可以理解的是，测量次数N为大于1的整数，例如，3,5,8,10等。如表1所示，表1为以在片铂电阻、测量次数N为5次、标准温度t_标为100℃、温度达到标准温度15min之后开始测量所记录的几何中心位置的测量数据。

表1

可以理解的是，根据上述温度示值误差的计算公式，也可以选用其他等距离位置进行测量，将计算公式中的参数进行替换即可。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在设定标准温度，对高低温探针台的温度参数进行校准的步骤S400中，温度参数包括温度稳定性，温度稳定性的计算公式为：

式中：t_f为温度稳定性，℃；R_0max为在几何中心位置处在片温度传感器N次测量的电阻最大值，Ω；R_0min为在几何中心位置处在片温度传感器N次测量的电阻最小值，Ω；t_标为标准温度，℃；

为在几何中心位置处在片温度传感器在标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

本实施例中，选定几何中心位置作为评定温度稳定性的测量点，温度稳定性对应温度波动性，根据电测仪器的测量结果和在标准温度时在片温度传感器的相关已知参数进行计算，可以得出温度稳定性，从而对温度稳定性进行校准。可以理解的是，测量次数N为大于1的整数，例如，3,5,8,10等。如表2所示，表2为以在片铂电阻、测量次数N为5次、标准温度t_标为100℃、温度达到标准温度15min之后开始测量所记录的几何中心位置的测量数据。

表2

可以理解的是，根据上述温度稳定性的计算公式，也可以选用其他等距离位置进行测量，将计算公式中的参数进行替换即可。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，在设定标准温度，对高低温探针台的温度参数进行校准的步骤S400中，温度参数包括温度均匀性，温度均匀性的计算公式为：

t_u＝max|t_i-t₀|；

式中：t_u为温度均匀性，℃；t_i为在第i个位置处在片温度传感器的测量温度值，℃，i为多个等距离位置中的不同位置；

其中，

为在第i个位置处在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_i标为在第i个位置处在片温度传感器在标准温度时的标准电阻值，Ω；t_标为标准温度，℃；

为在第i个位置处在片温度传感器在标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃；

t₀为在几何中心位置处在片温度传感器的测量温度值，℃；其中，

为在几何中心位置处在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_0标为在几何中心位置处在片温度传感器在标准温度时的标准电阻值，Ω；

为在几何中心位置处在片温度传感器在标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

本实施例中，选定多个等距离位置作为评定温度均匀性的测量点，根据电测仪器的测量结果和在标准温度时在片温度传感器的相关已知参数进行计算，可以得出温度均匀性，从而对温度均匀性进行校准。可以理解的是，测量次数N为大于1的整数，例如，3,5,8,10等。i可以理解为多个等距离位置的依次排序，即，i的取值为1、2、3、4等，对每个位置进行有序测量。

如表3所示，表3为以在片铂电阻、测量次数N为5次、等距离位置为4个、标准温度t_标为100℃、温度达到标准温度15min之后开始测量所记录的几何中心位置的测量数据。其中，位置0表示几何中心位置，位置1、位置2、位置3和位置4表示4个等距离位置。

表3

可以理解的是，在本发明实施例中，温度参数可以包括温度示值误差、温度稳定性和和温度均匀性中的一个或多个。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，对校准完成后的测量结果进行不确定度评定的步骤S500，包括：选定多个不确定度分量；根据多个不确定度分量合成标准不确定度；根据标准不确定度计算得到扩展不确定度。本实施例中，选定多个不确定度分量，能够更充分地考虑到可能存在的影响因素，再根据多个不确定度分量之间的关系合成标准不确定度，根据标准不确定度和包含因子的关系计算得到扩展不确定度。上述关系度可以根据在片温度传感器、控温平台、电测仪器等进行选择。

进一步地，在选定多个不确定度分量的步骤中，不确定度分量包括片温度传感器电阻测量重复性引入的不确定度，电测仪器引入的不确定度，在片温度传感器传递引入的不确定度，在片温度传感器稳定性引入的不确定度，以及在片温度传感器自热引入的不确定度。本实施例中，从整个测量过程的角度考虑，引入多个不确定度，能够更全面地评估测量结果的准确性。当然，还可以包括其他类型的不确定度分量。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，标准不确定度的计算公式为：

扩展不确定度的计算公式为：

U＝k×u_c；

式中：u_c为标准不确定度，u₁为片温度传感器电阻测量重复性引入的不确定度，u₂为电测仪器引入的不确定度，u₃为在片温度传感器传递引入的不确定度，u₄为在片温度传感器稳定性引入的不确定度，u₅为在片温度传感器自热引入的不确定度，U为扩展不确定度，k为包含因子。

下面以举例的方式对标准不确定度u_c和扩展不确定度U的计算方式进行说明，但并不以此限制本发明实施例的具体数值。选用在片铂电阻作为测量对象，本发明实施例中，在片温度传感器具体采用经过定标的在片铂电阻，即，已经预先获知在片温度传感器的电阻温度系数。利用

公式作为测量模型，标准温度t_标为100℃进行计算，其中，在片铂电阻在100℃时的电阻温度系数为0.1238Ω/℃，可以理解的是，k根据不同确定度分量的关系适应性调整设置，是不确定度计算领域中常用取值。

(1)对于片温度传感器电阻测量重复性引入的不确定度u₁

对在片铂电阻进行三组24次重复性试验，校准100℃的合并样本标准差s_p为：

由于实际测量为5次测量平均值作为测量结果，因此，电阻值表示的不确定度为：

将电阻值表示的不确定度换算为温度值，则电阻测量重复性引入的不确定度为：

u₁＝1.05mK。

(2)对于电测仪器引入的不确定度u₂

电测仪器采用数字多用表3458A，选择量程100Ω，其年允许基本误差为±(12×10^-6读数+5×10^-6量程)，区间半宽度a＝(12×10^-6读数+5×10^-6量程)，在区间内认为符合均匀分布，

则电阻值表示的不确定度为：

将电阻值表示的不确定度换算为温度值，则电测仪器引入的不确定度为：

u₂＝5.20mK。

(3)对于在片温度传感器传递引入的不确定度u₃

在片铂电阻的定标不确定度为U_标＝50mK，k＝2，则由在片铂电阻传递引入的不确定度分量为：

u₃＝25mK。

(4)对于在片温度传感器稳定性引入的不确定度u₄

在片铂电阻的稳定性是指在长时间内电阻值的变化，该值以6个月电阻测量结果的实验标准偏差进行表征，则在片铂电阻稳定性引入的不确定度为：

u₄＝8.89mK。

(5)对于在片温度传感器自热引入的不确定度u₅

电测设备的测量电流为1mA，根据实际经验感温元件一般有约2mΩ的影响，作均匀分布处理，

则在片温度传感器自热引入的不确定度为：

u₅＝9.33mK。

如表4所示，表4为温度测量结果不确定度分量的汇总表。

表4

不确定度分量	数值/mK
		u<sub>1</sub>	1.05
u<sub>2</sub>	5.20
		u<sub>3</sub>	25.00
u<sub>4</sub>	8.89
		u<sub>5</sub>	9.33

以上各项标准不确定度均不相关，因此合成标准不确定度为：

取k＝2，则扩展不确定度为：

U＝2×28.62＝57.24mK，取0.1℃。

基于上述实施例，本发明实施例所提供的校准方法能够有效地对高低温探针台的在片温度参数进行校准。

本发明实施例还提供了一种高低温探针台在片温度参数的校准装置，用于完成如上任一实施例所述的校准方法，包括：在片温度传感器，用于放置在高低温探针台的控温平台上；直流探针，用于与在片温度传感器的焊垫接触；以及电测仪器，与直流探针电连接。

本发明实施例中，在片温度传感器具体采用经过定标的在片铂电阻，即，已经预先获知在片温度传感器的电阻温度系数。直流探针通过导线与电测仪器实现电连接，具体来说，每根直流探针分别连接测试引线，即采用四线制将电阻信号引出连接至电测仪器进行读取。电测仪器具体采用数字多用表，可以是多种型号的，例如，七位半或八位半等数字多用表，可以选用3458A、8508A等，本实施例中，可以选用八位半数字多用表3458A。

本发明实施例提供的高低温探针台在片温度参数的校准装置用于完成如上所述的校准方法，能够很好地模拟实际测量时的工作状况，更易于提高校准精度，还能够辅助判断测量结果的准确性，实现有效的校准效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.高低温探针台在片温度参数的校准方法，其特征在于，基于在片温度传感器，包括以下步骤：

将在片温度传感器放置在所述高低温探针台的控温平台上，并将所述控温平台推进所述高低温探针台的微室内；

通过所述高低温探针台的显微镜进行观察，调节直流探针的位置以使所述直流探针与所述在片温度传感器的焊垫接触；

将所述直流探针和电测仪器进行连接；

设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准；

对校准完成后的测量结果进行不确定度评定；

在所述将在片温度传感器放置在所述高低温探针台的控温平台上，并将所述控温平台推进所述高低温探针台的微室内的步骤中，在所述控温平台的表面区域内选择多个测量位置，多个所述测量位置包括几何中心位置，以及围绕所述几何中心位置均匀分布的多个等距离位置；

在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，所述温度参数包括温度示值误差，所述温度示值误差的计算公式为：

式中：Δt为所述温度示值误差，℃；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_0标为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时的标准电阻值，Ω；t_标为所述标准温度，℃；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃；

在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，所述温度参数包括温度均匀性，所述温度均匀性的计算公式为：

t_u＝max|t_i-t₀|；

式中：t_u为所述温度均匀性，℃；t_i为在第i个位置处所述在片温度传感器的测量温度值，℃，i为多个所述等距离位置中的不同位置；

其中，

为在第i个位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_i标为在第i个位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时的标准电阻值，Ω；t_标为所述标准温度，℃；

为在第i个位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃；

t₀为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器的测量温度值，℃；其中，

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻平均值，Ω；R_0标为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时的标准电阻值，Ω；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

2.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，所述温度参数包括温度稳定性，所述温度稳定性的计算公式为：

式中：t_f为所述温度稳定性，℃；R_0max为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻最大值，Ω；R_0min为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器N次测量的电阻最小值，Ω；t_标为所述标准温度，℃；

为在所述几何中心位置处所述在片温度传感器在所述标准温度时电阻对温度的变化率，Ω/℃。

3.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，在所述设定标准温度，对所述高低温探针台的温度参数进行校准的步骤中，当所述控温平台达到所述标准温度的时间为预设时长时，对所述高低温探针台的温度参数进行校准。

4.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述对校准完成后的测量结果进行不确定度评定的步骤，包括：

选定多个不确定度分量；

根据多个所述不确定度分量合成标准不确定度；

根据所述标准不确定度计算得到扩展不确定度。

5.如权利要求4所述的校准方法，其特征在于，在所述选定多个不确定度分量的步骤中，所述不确定度分量包括在片温度传感器电阻测量重复性引入的不确定度，电测仪器引入的不确定度，在片温度传感器传递引入的不确定度，在片温度传感器稳定性引入的不确定度，以及在片温度传感器自热引入的不确定度。

6.如权利要求5所述的校准方法，其特征在于，所述标准不确定度的计算公式为：

所述扩展不确定度的计算公式为：

U＝k×u_c；

式中：u_c为所述标准不确定度，u₁为所述在片温度传感器电阻测量重复性引入的不确定度，u₂为所述电测仪器引入的不确定度，u₃为所述在片温度传感器传递引入的不确定度，u₄为所述在片温度传感器稳定性引入的不确定度，u₅为所述在片温度传感器自热引入的不确定度，U为所述扩展不确定度，k为包含因子。

7.高低温探针台在片温度参数的校准装置，用于完成如权利要求1至6任一项所述的校准方法，其特征在于，包括：

在片温度传感器，用于放置在高低温探针台的控温平台上；

直流探针，用于与所述在片温度传感器的焊垫接触；以及

电测仪器，与所述直流探针电连接。

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