CN201004454Y - 一种用于半导体可靠性测试的带温度控制功能的加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带温度控制功能的加热装置，用于半导体器件可靠性测试的加热。所述装置含有：一加热部件，由辐射源构成；一直流电源，用于对系统供电；一传感器与一温度控制器，用于对测试环境的温度控制。本实用新型结构简单，成本低，可靠性高，可用于对半导体器件进行可精确控制温度的加热。

Description

一种用于半导体可靠性测试的带温度控制功能的加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种带温控器的加热装置，应用于半导体可靠性测试。尤其是涉及一种应用于需要加热的半导体器件的可靠性测试的温控装置。

背景技术

半导体工业中，可靠性在产品的生产中是至关重要的，因而需要进行许多测试以保证器件的可靠性。这些可靠性测试包括LU测试(闩锁效应测试，Latch Up test)、静电放电测试(Electrial Static Discharge，ESD)、FT测试(成品测试，Final Test)，FA测试(失效分析测试，Fail Analysis)以及其他电性测试。而在这些测试中，很多需要进行高温测试。

例如，按照JEDEC(电子行业联盟的半导体工业标准)-78，在可靠性测试中，非常重要的LU测试，除了要求有常温(Room-Temperature，RT)LU测试外，也推荐使用高温(通常指大于或等于55℃，一些特殊的情况下甚至高达85℃)LU测试。由于HT-LU(高温闩锁效应)的测试结果更为多样，而且它的测试结果更能模拟器件最坏的表现，以反映器件潜在的缺陷，因而越来越多的产品要求进行HT-LU测试。

HT-ASER(High Temperature Accelerated Soft Error Rate，高温加速软失效)测试也是一个例子。该测试需要将一个合适的DUT(DeviceUnder Test，待测器件)板将一个样品连接到一个测试机台上后，使用HT-ASER测试，也能表现得比常温测试所得出的更接近实际工作状态的结果。

此外在FT测试(成品测试)中，也需要高温环境以使测试结果更能反映实际情况。

但是在不使用额外加热工具的情况下，现有的测试设备不能够提供所述的高温测试。这样要达到高温测试的温度要求，就需要一套加热装置来使测试器件处于高温环境。

实用新型内容

为了实现半导体高温测试过程中的温度控制，发明人提供了一种结构简单，满足高温测试要求的低成本带温度控制功能的加热装置。

本装置包含有：温度控制器、电源、加热源、隔热筒罩以及筒罩内的芯片插槽和传感器。参见图1。本方案的加热源采用热辐射源，相对于现有的加热装置采用的结构复杂的热风送热装置作为加热源的方案，本装置改用的辐射源结构简单，成本低廉，通过采用不同功率的辐射源，得到不同的加热性能。系统中的传感器可采用PT-100Ω或热电偶。本方案的其他部分可以直接选购市面上现有部件，以控制成本。此外，通过更换不同功率的辐射源，以及调节辐射源与测试样品之间的距离可以实现不同的温度上升或者下降的速率。以满足不同的测试要求。

本装置的使用范围可以覆盖当前所有的产品，包括SRAM、SDRAM、DDR、FLASH和各种逻辑芯片的测试。它们的封装类型可以是TSOP-II 44L、TSOP-II 54L、DIP-48和GABGA-144B。

其工作过程如下：

传感器检测加热部件的温度，将检测到的信号传送给温度控制器，温度控制器通过调节电源的开启和关闭，调节加热源的功率，进而调节测试器件的加热温度。

当器件温度过高时，温度控制器根据传感器传来的信号，关闭电源的输出，进而降低系统的温度。

当系统温度过低时，温度控制器根据传感器传来的信号，打开电源的输出，进而升高系统的温度。

本实用新型提供的加热温度范围覆盖常温到125℃。

实际上，通过选用不同的卤素灯，还可以得到更高的测试温度环境。

本实用新型的加热装置不仅加热温度稳定，满足现有半导体器件的可靠性测试的加热要求，而且辐射源结构简单、生产成本低廉。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是实施例1的示意图。

图3是使用实施例1后达到的加热曲线。

其中，11是温度控制器，12是电源，13是传感器，14是芯片插槽，15是加热源，21是温度控制器，22是直流电源，23是加热部件，24是传感器，25是加热部件中的卤素灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

[实施例1]

图2是本实用新型的一个实施例的照片。

本实施例包含有：温度控制器、电源、加热源、隔热筒罩以及筒罩内的芯片插槽和传感器。

本实施例的热源采用卤素灯。根据测试要求的不同，可以选用不同功率的卤素灯。

本实施例的传感器使用高可靠性的PT-100Ω的传感器。它被放置在测试器件表面并且连接到控制器上监视并控制温度。该传感器在使用在本实施例前需要被校准。

本实施例的温度控制器选用PT-100Ω型的控制器。这种元件在0℃到300℃内具有良好的线性，从而在半导体测试所需的温度范围内(绝大部分是在常温到125℃范围内)，具有足够的可靠性和灵敏性，可以保证高温的准确度。

本实施例使用电压在0V到50V间可调的直流电源给加热部分供电。

使用本设备时，将待测试器件放置在隔热圆筒内的芯片插槽中，使用打开电源，对装置供电。传感器感应到的温度低于设定值，温度控制器开通对辐射头供电的开关，辐射头开始供热。温度上升，当温度高于设定值时，温度控制器关闭对辐射头供电的开关，辐射头停止供热，装置的温度下降。当温度再次低于设定值时，装置再次加热。如此反复，保持温度在设定值周围。

由于本实施例采用的卤素灯结构简单，价格低廉，本实施例的成本非常低。由于本实施例通过改换不同功率的卤素灯，即可得到不同的温度曲线，以满足不同的测试要求，大大降低了使用成本。

[实施例2]

本实施例包含有：温度控制器、电源、加热源、隔热筒罩以及筒罩内的芯片插槽和传感器。

本实施例的热源采用远红外灯。根据测试要求的不同，可以选用不同功率的远红外灯。本实施例的传感器使用高可靠性的P-100温度传感器。电压使用0V到50V间可调的交流电源给加热部分供电。

使用本设备时，将待测试器件放置在隔热圆筒内的芯片插槽中，使用打开电源，对装置供电。传感器感应到的温度低于设定值，温度控制器开通对辐射头供电的开关，辐射头开始供热。温度上升，当温度高于设定值时，温度控制器关闭对辐射头供电的开关，辐射头停止供热，装置的温度下降。当温度再次低于设定值时，装置再次加热。如此反复，保持温度在设定值周围。

[实施例3]

使用实施例1在一个55℃到125℃的温度范围内进行测试，得到了一个稳定的温度曲线，如图3所示。

当加热温度是55℃时，4分钟后温度即稳定在55℃，温度波动小于1℃。

当加热温度是80℃时，4分钟后温度稳定在80℃，温度波动小于2℃。

当加热温度是100℃时，9分钟后温度稳定在100℃，温度波动小于2℃。

当加热温度是120℃时，10分钟后温度稳定在120℃，温度波动小于3℃。

而这样的加热性能完全可以实现半导体器件可靠性实验中的加热要求。

实际上，通过选用不同的卤素灯，还可以得到更高的测试温度环境。

由于室温到125℃的温度范围覆盖了包括严格的自动化应用场合(automotive applications)测试要求在内的所有测试的温度要求。这样在足够大温度范围内，本实施例都有很好的稳定性来满足半导体测试中的高温测试要求。可以广泛地使用在晶圆代工厂，无工厂设计公司以及封装测试部门的相关测试中。

Claims (3)

1.一种用于半导体可靠性测试的带温度控制功能的加热装置，用来对测试的器件进行加热，使测试在高温环境中进行；该加热装置含有温度控制器、电源、加热源和传感器，其中所述传感器用于检测所述加热部件的温度并发送信号给所述温度控制器；所述温度控制器用于根据该信号对所述电源进行控制，当温度过高时，控制所述电源关闭，温度过低时，控制所述电源打开；其特征是采用的加热源是辐射源。

2、根据权利要求1所述的带温度控制功能的加热装置，其特征在于所述加热源是卤素灯。

3、根据权利要求1所述的带温度控制功能的加热装置，其特征在于所述加热源是远红外加热头。

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