CN208207151U - 一种大功率芯片老化测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种大功率芯片老化测试装置，包括装置本体，所述装置本体包括控制系统和老化测试系统，所述控制系统位于所述老化测试系统的上方，所述控制系统包括壳体，所述壳体内居中的设有控制模块，所述控制模块的一侧设有时钟模块，本实用新型老化测试系统的外框架内设有一对老化测试仓，同时老化测试仓内设有多个老化测试槽，可实现大功率芯片的多通道集中老化测试，控制模块控制大功率恒流源恒流输出测试信号，同时风冷散热机构保持老化板的老化测试温度恒定，从而保证了大功率芯片的多通道集中恒温老化测试，并且老化板与外框架可拆卸的连接，满足了不同规格型号芯片的恒温老化测试，适用性强，老化效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及芯片测试设备技术领域，特别涉及一种大功率芯片老化测试装置。
背景技术
为了确保芯片的可靠性，在芯片被制造出来之后，往往需要在老化测试装置中完成老化测试工艺。老化测试(Burn-in Test)，就是在高温下，一般来说为85℃及以上，长时间用高于操作电源电压的高电压加到芯片的信号引脚上，使芯片内部每个单元承受过度的负荷，尽早的暴露出芯片中的缺陷，从而检测出有缺陷的芯片。
针对大功率芯片的老化处理，目前市面上还没有专门的老化测试装置，即使存在一些具有类似功能的老化测试装置，也无法达到多通道集中老化测试的效果，并且会存在老化温度不稳定，不适用于不同规格型号芯片的老化测试等问题。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种大功率芯片老化测试装置，老化测试系统的外框架内设有一对老化测试仓，同时老化测试仓内设有多个老化测试槽，可实现大功率芯片的多通道集中老化测试，控制模块控制大功率恒流源恒流输出测试信号，同时风冷散热机构保持老化板的老化测试温度恒定，从而保证了大功率芯片的多通道集中恒温老化测试，并且老化板与外框架可拆卸的连接，满足了不同规格型号芯片的恒温老化测试，适用性强，老化效果好。
(二)技术方案
一种大功率芯片老化测试装置，包括装置本体，所述装置本体包括控制系统和老化测试系统，所述控制系统位于所述老化测试系统的上方，所述控制系统包括壳体，所述壳体内居中的设有控制模块，所述控制模块的一侧设有时钟模块，所述控制模块的另一侧设有按键模块，所述壳体的正面外侧设有液晶显示屏，所述液晶显示屏的一侧设有按键区域和指示灯，所述指示灯位于所述按键区域的上方，所述按键区域包括电源键、状态控制键、电流设定键、温度设定键和时间设定键，所述电源键、所述状态控制键、所述电流设定键、所述温度设定键和所述时间设定键均与所述按键模块电性连接，所述壳体的背面设有若干散热孔，所述老化测试系统包括外框架，所述控制系统与所述外框架的顶部相连接，所述外框架内设有一对老化测试仓，一对所述老化测试仓互为镜像结构，所述老化测试仓内均匀的设有若干隔板，若干所述隔板将所述老化测试仓分为若干老化测试槽，所述隔板位于所述老化测试槽的底部，所述隔板的上方设有风冷散热机构，所述风冷散热机构包括盖板、冷却压缩空气通道和冷凝器，所述盖板位于所述冷却压缩空气通道的上方，所述盖板的顶部居中的设有若干出气孔，所述出气孔贯穿所述盖板，所述盖板的顶部还设有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别对称的位于所述出气孔的两端，所述出气孔与所述冷却压缩空气通道相连通，所述冷却压缩空气通道的外侧设有进气管道，所述进气管道的一端与所述冷却压缩空气通道相连通，所述进气管道的另一端贯穿所述外框架，所述冷凝器位于所述冷却压缩空气通道的下方，于所述风冷散热机构上方的所述外框架的内侧壁设有插槽，所述插槽内插设有老化板，所述老化板位于所述风冷散热机构的上方，所述老化板的顶部两端分别对称的设有若干放置槽，所述放置槽内放置待测芯片，所述老化板的顶部居中的设有大功率恒流源，所述大功率恒流源的顶部居中的设有导联片，所述大功率恒流源的正面侧和背面侧均设有一对向外凸起的固定块，所述固定块上设有固定轴，所述固定轴上套设有若干测试头，所述测试头的位置与数量均和所述放置槽相对应，所述测试头包括转动块和测试探针，所述转动块可转动的套设于所述固定轴上，所述测试探针与所述转动块的底部相连接，所述大功率恒流源通过导联线束与所述测试头相连接，所述导联线束的一端与所述大功率恒流源的输出口相连接，所述导联线束的另一端贯穿所述转动块并与所述测试探针电性相连，所述老化板的正面设有拉手，所述老化测试槽的顶部居中的设有金手指，所述金手指位于所述大功率恒流源的正上方，所述金手指的一端与所述控制模块电性连接，所述金手指的另一端与所述导联片相连，所述外框架的背面设有电源线，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述时钟模块和所述按键模块均与所述控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端分别连接所述大功率恒流源、所述冷凝器、所述指示灯和所述液晶显示屏，所述电源线连接外部电源，所述外部电源为所述装置本体提供工作电压。
进一步的，所述时钟模块选用实时时钟芯片DS1302。
进一步的，所述按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289。
进一步的，所述控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。
进一步的，所述指示灯选用红绿双色指示灯。
进一步的，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均选用DS18B20数字温度传感器。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种大功率芯片老化测试装置，将待测芯片正面朝下的放在老化板的放置槽内，老化板通过插槽于外框架可拆卸式的相连接，非常方便，满足了不同规格型号芯片的老化测试需求，通过按键区域可设定需要老化测试的输出电流、老化测试温度及老化测试时间，液晶显示屏进行同步显示，非常直观，控制模块控制大功率恒流源输出设定的老化测试输出电流，通过测试探针将该输出电流加载到待测芯片的信号引脚上，从而进行老化测试，第一温度传感器和第二温度传感器监测老化板上的实际温度值，液晶显示屏同步显示，保证了测试精度及测试安全性，控制模块根据其反馈的实际温度值控制冷凝器工作，通过风冷散热机构保持老化板的恒温，从而实现了老化板的恒温老化测试，通过在外框架内设置一对老化测试仓，老化测试仓内设有多个老化测试槽，老化测试槽插入的老化板上设有多个放置槽，可实现大功率芯片的多通道集中老化测试，适用性强，老化测试效率高，老化测试效率好，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛的应用于大功率芯片的多通道集中恒温老化测试的场合。
附图说明
图1为本实用新型所涉及的一种大功率芯片老化测试装置的正面结构示意图。
图2为本实用新型所涉及的一种大功率芯片老化测试装置的剖面结构示意图。
图3为本实用新型所涉及的一种大功率芯片老化测试装置的背面结构示意图。
图4为本实用新型所涉及的一种大功率芯片老化测试装置的风冷散热机构的结构示意图。
图5为本实用新型所涉及的一种大功率芯片老化测试装置的老化板的结构示意图。
图6为本实用新型所涉及的一种大功率芯片老化测试装置的系统工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1～图6，一种大功率芯片老化测试装置，包括装置本体，装置本体包括控制系统1和老化测试系统，控制系统1位于老化测试系统的上方，控制系统1包括壳体3，壳体3内居中的设有控制模块4，控制模块4的一侧设有时钟模块5，控制模块4的另一侧设有按键模块6，壳体3的正面外侧设有液晶显示屏7，液晶显示屏7的一侧设有按键区域和指示灯13，指示灯13位于按键区域的上方，按键区域包括电源键8、状态控制键9、电流设定键10、温度设定键11和时间设定键12，电源键8、状态控制键9、电流设定键10、温度设定键11和时间设定键12均与按键模块6电性连接，壳体3的背面设有若干散热孔14，老化测试系统包括外框架2，控制系统1与外框架2的顶部相连接，外框架2内设有一对老化测试仓，一对老化测试仓互为镜像结构，老化测试仓内均匀的设有若干隔板15，若干隔板15将老化测试仓分为若干老化测试槽，隔板15位于老化测试槽的底部，隔板15的上方设有风冷散热机构16，风冷散热机构16包括盖板17、冷却压缩空气通道21和冷凝器23，盖板17位于冷却压缩空气通道21的上方，盖板17的顶部居中的设有若干出气孔18，出气孔18贯穿盖板17，盖板17的顶部还设有第一温度传感器19和第二温度传感器20，第一温度传感器19和第二温度传感器20分别对称的位于出气孔18的两端，出气孔18与冷却压缩空气通道21相连通，冷却压缩空气通道21的外侧设有进气管道22，进气管道22的一端与冷却压缩空气通道21相连通，进气管道22的另一端贯穿外框架2，冷凝器23位于冷却压缩空气通道21的下方，于风冷散热机构16上方的外框架2的内侧壁设有插槽，插槽内插设有老化板24，老化板24位于风冷散热机构16的上方，老化板24的顶部两端分别对称的设有若干放置槽27，放置槽27内放置待测芯片，老化板24的顶部居中的设有大功率恒流源25，大功率恒流源25的顶部居中的设有导联片26，大功率恒流源25的正面侧和背面侧均设有一对向外凸起的固定块28，固定块28上设有固定轴29，固定轴29上套设有若干测试头，测试头的位置与数量均和放置槽27相对应，测试头包括转动块30和测试探针31，转动块30可转动的套设于固定轴29上，测试探针31与转动块30的底部相连接，大功率恒流源25通过导联线束32与测试头相连接，导联线束32的一端与大功率恒流源25的输出口相连接，导联线束32的另一端贯穿转动块30并与测试探针31电性相连，老化板24的正面设有拉手33，老化测试槽的顶部居中的设有金手指34，金手指34位于大功率恒流源25的正上方，金手指34的一端与控制模块4电性连接，金手指34的另一端与导联片26相连，外框架2的背面设有电源线35，第一温度传感器19、第二温度传感器20、时钟模块5和按键模块6均与控制模块4的输入端相连接，控制模块4的输出端分别连接大功率恒流源25、冷凝器23、指示灯13和液晶显示屏7，电源线35连接外部电源，外部电源为装置本体提供工作电压。
将待测芯片正面朝下的放入老化板24的放置槽27内，即使得待测芯片的引脚朝上，然后将测试探针31通过转动块30绕固定轴29旋转放下，使测试探针31压靠在待测芯片的信号引脚上。将载有待测芯片的老化板24通过插槽插入外框架2的老化测试槽内，拉手33方便推入或拉出老化板24，老化板24与外框架2可拆卸的连接方式，非常方便，满足了不同规格型号芯片的老化测试需求。通过在外框架2内设置一对老化测试仓，老化测试仓内设有多个老化测试槽，老化测试槽插入的老化板24上设有多个放置槽27，可实现大功率芯片的多通道集中老化测试，适用性强，老化测试效率高。
老化板24插入老化测试槽内后，大功率恒流源25顶部的导联片26与老化测试槽顶部的金手指34相接触，从而使大功率恒流源25与控制模块4电性相连。将电源线35连接外部电源，按下电源键8，使装置本体上电。电流设定键10用于设定老化测试过程中大功率恒流源25的恒流输出值，温度设定键11用于设定老化测试过程中的温度值，时间设定键12用于设定老化测试过程的时间值，设定完毕，按下状态控制键9，装置本体进入老化测试状态。电源键8、状态控制键9、电流设定键10、温度设定键11和时间设定键12均与按键模块6电性连接，按键模块6选用键盘驱动芯片ZLG7289，ZLG7289是具有SPI串行接口功能的可同时驱动最多达8*8键盘或64只独立LED的智能显示驱动芯片，单片即可完成显示、键盘接口的全部功能，采用串行方式与控制模块4通信，数据从DIO脚送入芯片，并由CLK脚同步，当CS脚信号变为低电平后，DIO脚上的数据在CLK脚的上升沿被写入ZLG7289的缓冲寄存器。整个电路无需添加锁存器和驱动器，耗电少，并且软件设计中无需编写显示译码程序，省去了静态显示扩展芯片，大大节省了控制模块4的时间。
时钟模块5通过时间设定键12为装置本体提供系统外部计时。时钟模块5选用实时时钟芯片DS1302，DS1302是由美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片，可以对年、月、日、周、时、分和秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。工作电压为2.0～5.5V，采用三线接口与控制模块4进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。VCC2脚为主电源，VCC1脚为后备电源，在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。RST脚是复位/片选线，I/O脚为串行数据输入输出端，SCLK脚为系统时钟输入端。
液晶显示屏7对设定的老化测试过程中大功率恒流源25的恒流输出值、老化测试过程中的温度值和老化测试过程的时间值进行同步显示，非常直观，便于操作。
控制模块4控制大功率恒流源25按照设定的恒流输出值进行恒流输出，输出的电流信号经导联线束32加载到测试探针31上面，测试探针31将该电流信号送至待测芯片的信号引脚上。大功率电流信号作用于待测芯片上会使老化板24发热，第一温度传感器19和第二温度传感器20实时监测老化板24上的温度值，液晶显示屏7同步显示实际温度值，保证了测试精度及测试安全性。第一温度传感器19和第二温度传感器20均选用DS18B20数字温度传感器，DS18B20是DALLAS公司生成的一线式数字温度传感器，具有微型化、低功耗、高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号(按9位二进制数字)给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片，具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量范围为-55～+125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，其工作电源可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生，多个DS18B20可以并联到三根或两根线上，单片机只需一根端口线就能与多个DS18B20通信，占用单片机的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路，非常适用于远距离多点温度检测系统。
控制模块4根据第一温度传感器19和第二温度传感器20反馈的老化板24上的实测温度值，控制风冷散热机构16进行工作。外部空气经进气导管22进入冷却压缩空气通道21内，冷凝器23对冷却压缩空气通道21内的外部空气进行冷却，冷却后的空气经盖板17上的出气孔18吹至老化板24的底部，对老化板24进行风冷控温，从而实现了老化板的恒温老化测试，老化测试效率好。
到达设定的老化测试时间值，测试完毕，此时指示灯13转为绿色，提醒测试人员及时关闭装置本体的电源并取出老化板24，以待新一轮的老化测试。指示灯13选用红绿双色指示灯，红色表示老化测试进行中。
控制模块4对第一温度传感器19、第二温度传感器20、时钟模块5和按键模块6的输入信号进行处理，输出控制信号分别控制大功率恒流源25、冷凝器23、指示灯13和液晶显示屏7工作。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制模块4选用16位单片机MC95S12DJ128，其内置128KB的Flash、8KB的RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。
壳体3背面的散热孔14可及时将控制系统1工作过程中产生的热量及时散发出去，保证了控制系统1的高效性。
本实用新型提供了一种大功率芯片老化测试装置，将待测芯片正面朝下的放在老化板的放置槽内，老化板通过插槽于外框架可拆卸式的相连接，非常方便，满足了不同规格型号芯片的老化测试需求，通过按键区域可设定需要老化测试的输出电流、老化测试温度及老化测试时间，液晶显示屏进行同步显示，非常直观，控制模块控制大功率恒流源输出设定的老化测试输出电流，通过测试探针将该输出电流加载到待测芯片的信号引脚上，从而进行老化测试，第一温度传感器和第二温度传感器监测老化板上的实际温度值，液晶显示屏同步显示，保证了测试精度及测试安全性，控制模块根据其反馈的实际温度值控制冷凝器工作，通过风冷散热机构保持老化板的恒温，从而实现了老化板的恒温老化测试，通过在外框架内设置一对老化测试仓，老化测试仓内设有多个老化测试槽，老化测试槽插入的老化板上设有多个放置槽，可实现大功率芯片的多通道集中老化测试，适用性强，老化测试效率高，老化测试效率好，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛的应用于大功率芯片的多通道集中恒温老化测试的场合。
上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.一种大功率芯片老化测试装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体包括控制系统和老化测试系统，所述控制系统位于所述老化测试系统的上方，所述控制系统包括壳体，所述壳体内居中的设有控制模块，所述控制模块的一侧设有时钟模块，所述控制模块的另一侧设有按键模块，所述壳体的正面外侧设有液晶显示屏，所述液晶显示屏的一侧设有按键区域和指示灯，所述指示灯位于所述按键区域的上方，所述按键区域包括电源键、状态控制键、电流设定键、温度设定键和时间设定键，所述电源键、所述状态控制键、所述电流设定键、所述温度设定键和所述时间设定键均与所述按键模块电性连接，所述壳体的背面设有若干散热孔，所述老化测试系统包括外框架，所述控制系统与所述外框架的顶部相连接，所述外框架内设有一对老化测试仓，一对所述老化测试仓互为镜像结构，所述老化测试仓内均匀的设有若干隔板，若干所述隔板将所述老化测试仓分为若干老化测试槽，所述隔板位于所述老化测试槽的底部，所述隔板的上方设有风冷散热机构，所述风冷散热机构包括盖板、冷却压缩空气通道和冷凝器，所述盖板位于所述冷却压缩空气通道的上方，所述盖板的顶部居中的设有若干出气孔，所述出气孔贯穿所述盖板，所述盖板的顶部还设有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别对称的位于所述出气孔的两端，所述出气孔与所述冷却压缩空气通道相连通，所述冷却压缩空气通道的外侧设有进气管道，所述进气管道的一端与所述冷却压缩空气通道相连通，所述进气管道的另一端贯穿所述外框架，所述冷凝器位于所述冷却压缩空气通道的下方，于所述风冷散热机构上方的所述外框架的内侧壁设有插槽，所述插槽内插设有老化板，所述老化板位于所述风冷散热机构的上方，所述老化板的顶部两端分别对称的设有若干放置槽，所述放置槽内放置待测芯片，所述老化板的顶部居中的设有大功率恒流源，所述大功率恒流源的顶部居中的设有导联片，所述大功率恒流源的正面侧和背面侧均设有一对向外凸起的固定块，所述固定块上设有固定轴，所述固定轴上套设有若干测试头，所述测试头的位置与数量均和所述放置槽相对应，所述测试头包括转动块和测试探针，所述转动块可转动的套设于所述固定轴上，所述测试探针与所述转动块的底部相连接，所述大功率恒流源通过导联线束与所述测试头相连接，所述导联线束的一端与所述大功率恒流源的输出口相连接，所述导联线束的另一端贯穿所述转动块并与所述测试探针电性相连，所述老化板的正面设有拉手，所述老化测试槽的顶部居中的设有金手指，所述金手指位于所述大功率恒流源的正上方，所述金手指的一端与所述控制模块电性连接，所述金手指的另一端与所述导联片相连，所述外框架的背面设有电源线，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述时钟模块和所述按键模块均与所述控制模块的输入端相连接，所述控制模块的输出端分别连接所述大功率恒流源、所述冷凝器、所述指示灯和所述液晶显示屏，所述电源线连接外部电源，所述外部电源为所述装置本体提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的一种大功率芯片老化测试装置，其特征在于：所述时钟模块选用实时时钟芯片DS1302。
3.根据权利要求1所述的一种大功率芯片老化测试装置，其特征在于：所述按键模块选用键盘驱动芯片ZLG7289。
4.根据权利要求1所述的一种大功率芯片老化测试装置，其特征在于：所述控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。
5.根据权利要求1所述的一种大功率芯片老化测试装置，其特征在于：所述指示灯选用红绿双色指示灯。
6.根据权利要求1所述的一种大功率芯片老化测试装置，其特征在于：所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均选用DS18B20数字温度传感器。
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