CN215910593U - 一种适于场效应管老炼试验的老炼板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适于场效应管老炼试验的老炼板，涉及元器件可靠性测试技术领域，以解决无法大批量实现场效应管高温反偏老炼试验的问题。所述老炼板包括基板，所述基板划分为电源接口区和工作区，所述工作区包括m排n列个用于场效应管测试的测试单元，测试单元通过基板顶层和/或底层的铜皮线路以并联方式连接于所述电源接口区的电源正极端与电源负极端之间；所述测试单元的器件工位包括栅极触点、漏极触点、源极触点，电源正极端通过串联电阻与栅极触点电连接，所述电源负极端与漏极触点和源极触点短路连接。本实用新型的老炼板结构设计合理，可以实现1至60个器件之间任意数量器件的可靠的高温反偏试验。

Description

一种适于场效应管老炼试验的老炼板

技术领域

本实用新型涉及电子元器件可靠性测试技术领域，尤其涉及一种适于场效应管老炼试验的老炼板。

背景技术

老炼试验是工程上常用来剔除早期失效产品，提高系统可靠性的方法。在较长的时间内对电子元器件连续施加一定的电应力，通过电-热应力的综合作用来加速元器件内部各种物理、化学反应过程，促使元器件内部各种潜在缺陷及早暴露，从而达到剔除早期失效产品的目的。

老炼试验是一种非破坏性的试验，只是对有潜在缺陷的电路起到诱发作用，而不引起电路整体筛选后的新失效机理或改变它的失效分布。通过老炼试验只能改变电路的使用可靠性，而不会改变整个电路的固有可靠性，试验条件的选择主要是依据电路的可靠性要求程度其失效机理的特性。老炼试验实施时，将电子元器件置于老炼板上，并放入老炼箱中施加热应力和电应力，激发电路的早期失效。

批量生产的电子元器件,由于各种不确定因素,会导致同一批产品中各个元器件的可靠性不同。老炼试验对工艺制造过程中可能存在的一系列缺陷，如表面沾污、引线焊接不良、沟道漏电、硅片裂纹、氧化层缺陷、局部发热垫、二次击穿等都有较好的筛选效果，对于无缺陷的元器件，也可促使其电参数稳定，从而保证产品质量。

随着系统向高精度、高机动性、复合导引、体积小、重量轻等方向发展，对系统中所采用的电子元器件提出了功能强、集成度高、体积小等新的要求。例如，IRFR120N场效应管是N沟道功率金属氧化物半导体场效应管(MOSFET，Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor)，采用DPAK封装，具有体积小、试验耗散功率低、封装形式特殊等特点。如图1所示，给出了IRFR120N场效应管的结构示意图，其中，IRFR120N场效应管具有三个引脚端，分别为栅极(G端)、漏极(D端)、源极(S端)。

传统的老炼板设计方法只能解决很小批量器件试验，且安装方式和操作方法繁琐、可靠性差，不适用于大批量场效应管器件可靠性筛选与测试的要求，导致现有老炼试验载具并不具有对场效应管器件进行高温反偏老炼试验的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适于场效应管老炼试验的老炼板，用于解决无法实现大批量对场效应管器件进行高温反偏老炼试验的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种适于场效应管老炼试验的老炼板，包括：基板，所述基板划分为电源接口区和工作区，所述电源接口区包括电源正极端和电源负极端，所述工作区包括m排n列个用于场效应管测试的测试单元，所述测试单元通过铜皮线路以并联方式连接于所述电源正极端与电源负极端之间；

所述测试单元包括串联电阻、与场效应管管脚匹配的器件工位，所述器件工位包括栅极触点、漏极触点、源极触点，所述电源正极端通过串联电阻与栅极触点电连接，所述电源负极端与漏极触点和源极触点短路连接。

优选地，所述工作区包括60个测试单元，即m＝4，n＝15，所述测试单元在工作区排列为4排15列的阵列分布。其中，所述电源正极端通过基板顶层的4路铜皮线路分别为所述4排测试单元连接，与每排15个测试单元中的串联电阻相连接。所述电源负极端在基板顶层通过20个分立铜皮线路与与漏极触点和源极触点短路连接，其中，每排测试单元分配有5路铜皮线路；所述电源负极端在基板底层通过40个分立铜皮线路与与漏极触点和源极触点短路连接，其中，每排测试单元分配有10路铜皮线路。

优选地，工作区中排数m的取值范围为1至5，列数n的取值范围为5至20，所述测试单元个数取值范围为5至100。

优选地，所述工作区包括60个测试单元，即m＝3，n＝20，所述测试单元在工作区排列为3排20列的阵列分布。

优选地，所述工作区包括60个测试单元，即m＝5，n＝12，所述测试单元在工作区排列为5排12列的阵列分布。

进一步地，所述老炼板基板的板材耐温度数应大于或等于170摄氏度。

优选地，所述场效应管是IRFR120N场效应管。

优选地，所述铜皮线路的厚度为大于或等于70微米，线宽取值范围为10mil至20mil的区间。

优选地，所述基板上每个网络铜皮线路布线过孔数小于或等于3个，相邻铜皮线路布线间距大于或等于0.3mm。

与现有技术相比，本实用新型提供的适于场效应管老炼试验的老炼板设计方案中，采用m排n列的测试单元阵列布局，可以同时对60个以上的测试器件进行测试，提高了老炼测试能力，满足大批量场效应管在同一试验条件情况下同时进行试验的要求，具有大批量测试能力且满足同一性测试要求。老炼板的基板板材耐温应大于或等于170摄氏度，可以实现高温反偏的老炼测试。通过合理设计布线线宽及过孔数目，可以确保老炼板的电气性能满足测试要求。本实用新型的老炼板结构设计合理，实际操作简单，运行可靠，同时可以实现1至60个器件之间任意数量器件的可靠的高温反偏试验，大大提高了产品批生产过程中试验效率，尤其可以实现了小批量、大批量、高可靠、操作简单的IRFR120N场效应高温反偏试验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为IRFR120N场效应管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中IRFR120N场效应管高温反偏原理示意图；

图3为本实用新型实施例中适于场效应管老炼试验的老炼板顶层设计示意图；

图4为本实用新型实施例中适于场效应管老炼试验的老炼板底层设计示意图。

具体实施方式

为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本实用新型中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

现有老炼试验载具只能进行小批量老炼测试，当前没有适用于大批量场效应管器件可靠性筛选与测试的老炼板，进而导致无法实现大批量对场效应管器件进行高温反偏试验。以IRFR120N场效应管为例，如图2所示，给出了IRFR120N场效应管高温反偏原理示意图。电源VCC对IRFR120N场效应管高温反偏试验提供试验电源。电源VCC正端通过串联电阻(R1)施加到IRFR120N场效应管的栅极(G端)；电源VCC负端短路连接至场效应管的漏极(D端)和源极(S端)。所述电源VCC是由老炼板对应设备配置的试验电源。

如图3所示，给出了适于场效应管老炼试验的老炼板顶层设计示意图。如图4所示，给出了适于场效应管老炼试验的老炼板底层设计示意图。可以看到，老炼板包括基板，所述基板划分为电源接口区和工作区。所述电源接口区包括电源正极端和电源负极端，电源接口区设计为插头形式，可以插入对应的电源插孔，为整个老炼板接入电源。所述工作区包括m排n列个用于场效应管测试的测试单元，所述测试单元通过铜皮线路以并联方式连接于所述电源正极端与电源负极端之间。

结合图2所示的测试电路，所述测试单元包括串联电阻、与场效应管管脚匹配的器件工位，所述器件工位包括栅极触点、漏极触点、源极触点，所述电源正极端通过串联电阻与栅极触点电连接，所述电源负极端与漏极触点和源极触点短路连接。

若所述工作区包括60个测试单元，即m＝4，n＝15，所述测试单元在工作区排列为4排15列的阵列分布，其具体布线方式可参见图3和图4的设计方案。电源正极端通过基板顶层的4路铜皮线路分别为所述4排测试单元连接，与每排15个测试单元中的串联电阻相连接。电源负极端在基板顶层通过20个分立铜皮线路与与漏极触点和源极触点短路连接，其中，每排测试单元分配有5路铜皮线路；所述电源负极端在基板底层通过40个分立铜皮线路与与漏极触点和源极触点短路连接，其中，每排测试单元分配有10路铜皮线路。

作为进一步地改进，工作区中排数m的取值范围为1至5，列数n的取值范围为5至20，所述测试单元个数取值范围为5至100。

例如，若工作区包括60个测试单元，即m＝3，n＝20，所述测试单元在工作区排列为3排20列的阵列分布，则可参考图3和图4的布线方式调整为3排20列的阵列布局方式。若工作区包括60个测试单元，即m＝5，n＝12，所述测试单元在工作区排列为5排12列的阵列分布。

若工作区包括的测试单元数为其它数目个测试单元，也只需参照本实用新型的技术方案，合理配置m与n的取值即可。

为实现高温反偏老炼测试，老炼板需要耐受高温，因此老炼板基板的板材耐温度数应大于或等于170摄氏度。

为保证高温反偏老炼测试具有足够的功率供给，所述铜皮线路的厚度为大于或等于70微米，线宽取值范围为10mil至20mil的区间，这样可以确保不同粗细的铜皮线路可以承受0.9A至2.0A的电流承载。优选地，老炼板顶层和底层的铜皮线路中，用做电气布线信号线的铜皮线路最小线宽为10mil，电流承载0.9A(铜皮厚度70um)，用做电源(VCC)、接地端(GND)的铜皮线路最小线宽为20mil，电流承载2.0A(铜皮厚度70um)。

为保证高温反偏老炼测试的电气性能，所述基板上每个网络铜皮线路布线过孔数小于或等于3个，相邻铜皮线路布线间距大于或等于0.3mm。

所述场效应管是IRFR120N场效应管，适用于多种该IRFR120N型号的场效应管及其改进设计的场效应管。

基于本实用新型的老炼板设计方案，在对IRFR120N场效应管进行功率老炼试验时，只需要按照老炼板所示极性方向将器件放入试验夹具中并通过试验设备施加条件即可实现对IRFR120N场效应管高温反偏试验。

本实用新型的老炼板设计方案采用m排n列的测试单元阵列布局，可以同时对60个以上的测试器件进行测试，提高了老炼测试能力，满足大批量场效应管在同一试验条件情况下同时进行试验的要求，具有大批量测试能力且满足同一性测试要求。老炼板的基板板材耐温应大于或等于170摄氏度，可以实现高温反偏的老炼测试。通过合理设计布线线宽及过孔数目，可以确保老炼板的电气性能满足测试要求，例如电气布线信号线最小线宽为10mil，电流承载0.9A(铜皮厚度70um)，电源VCC，GND最小线宽为20mil电流承载2.0A(铜皮厚度70um)。每个网络布线过孔不超过3个。相邻布线间距(边缘)不小于0.3mm。

本实用新型的老炼板结构设计合理，实际操作简单，运行可靠，同时可以实现1至60个器件之间任意数量器件的可靠的高温反偏试验，大大提高了产品批生产过程中试验效率，尤其可以实现了小批量、大批量、高可靠、操作简单的IRFR120N场效应高温反偏试验。

尽管在此结合各实施例对本实用新型进行了描述，然而，在实施所要求保护的本实用新型过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本实用新型进行了描述，显而易见的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本实用新型的示例性说明，且视为已覆盖本实用新型范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种适于场效应管老炼试验的老炼板，其特征在于，包括：基板，所述基板划分为电源接口区和工作区，所述电源接口区包括电源正极端和电源负极端，所述工作区包括m排n列个用于场效应管测试的测试单元，所述测试单元通过基板顶层和/或底层的铜皮线路以并联方式连接于所述电源正极端与电源负极端之间；

所述测试单元包括串联电阻、与场效应管管脚匹配的器件工位，所述器件工位包括栅极触点、漏极触点、源极触点，所述电源正极端通过串联电阻与栅极触点电连接，所述电源负极端与漏极触点和源极触点短路连接。

2.根据权利要求1所述的老炼板，其特征在于，所述工作区包括60个测试单元，即m＝4，n＝15，所述测试单元在工作区排列为4排15列的阵列分布。

3.根据权利要求2所述的老炼板，其特征在于，所述电源正极端通过基板顶层的4路铜皮线路分别为所述4排测试单元连接，与每排15个测试单元中的串联电阻相连接。

4.根据权利要求2或3所述的老炼板，其特征在于，所述电源负极端在基板顶层通过20个分立铜皮线路与漏极触点和源极触点短路连接，其中，每排测试单元分配有5路铜皮线路；所述电源负极端在基板底层通过40个分立铜皮线路与漏极触点和源极触点短路连接，其中，每排测试单元分配有10路铜皮线路。

5.根据权利要求4所述的老炼板，其特征在于，所述场效应管是IRFR120N场效应管。

6.根据权利要求4所述的老炼板，其特征在于，所述铜皮线路的厚度为大于或等于70微米，线宽取值范围为10mil至20mil的区间；所述基板上每个网络铜皮线路布线过孔数小于或等于3个，相邻铜皮线路布线间距大于或等于0.3mm；所述老炼板基板的板材耐温度数应大于或等于170摄氏度。

7.根据权利要求1所述的老炼板，其特征在于，所述工作区中排数m的取值范围为1至5，列数n的取值范围为5至20，所述测试单元个数取值范围为5 至100。

8.根据权利要求1或2或7所述的老炼板，其特征在于，所述老炼板基板的板材耐温度数应大于或等于170摄氏度。

9.根据权利要求1或2或7所述的老炼板，其特征在于，所述场效应管是IRFR120N场效应管。

10.根据权利要求1或2或7中任一项所述的老炼板，其特征在于，所述铜皮线路的厚度为大于或等于70微米，线宽取值范围为10mil至20mil的区间；所述基板上每个网络铜皮线路布线过孔数小于或等于3个，相邻铜皮线路布线间距大于或等于0.3mm。

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