一种半导体测试用温度控制装置及控制方法与流程

本发明涉及半导体测试技术领域，具体为一种半导体测试用温度控制装置及控制方法。

背景技术：

在生产半导体装置的产品的过程中，通常需要在多个不同的温度进行各项功能测试，例如温度条件为45℃、85℃、95℃、105℃或125℃。温度对于半导体的影响十分显著，因此在半导体测试中都需要对半导体控制测试温度，但是现有技术在进行半导体测试中不能够提供一个温度相对稳定的测试条件，不能够对半导体的所处环境进行实时监控并反馈，对温度进行实时显示，传统的温度控制方法误差过大，不适用于半导体测试等精密测试实验中，为此，我们提出一种半导体测试用温度控制装置及控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半导体测试用温度控制装置及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体测试用温度控制装置，包括测试机台，所述测试机台的表壁上嵌套设置有对温度进行检测的温度传感器，所述温度传感器电性输出连接采集温度信号的数据采集模块，所述数据采集模块电性输出连接对温度信号进行处理和反馈的温度控制单元，所述温度控制单元双向电性连接传递信号的通信模块，所述通信模块双向电性连接对处理过的温度信号进行整理并传递的中央处理器，所述中央处理器分别电性输出连接对温度进行时刻显示的显示模块和对系统出现错误信号时进行报警的报警模块，所述温度控制单元电性输出连接对输出功率进行调整的功率调节器，所述功率调节器分别电性输出连接对电流进行检测的电流互感器和对电压进行检测的电压互感器，所述电流互感器和电压互感器均电性输出连接对温度进行驱动补偿的驱动模块，所述驱动没开分别电性输出连接提供冷却共功能和加热功能的冷却器和加热器，所述冷却器和加热器均和热换器连接，且所述热换器设置在测试机台内部。

优选的，所述中央处理器包括对处理过的温度信号进行采集的数据接收模块，所述数据接收模块电性输出连接对模拟信号转换为数字信号的a/d转换模块，所述a/d转换模块电性输出连接对数字信号进行整理处理的微处理器，所述微处理器电性输出连接a/d转换模块，所述a/d转换模块电性输出连接将微处理器处理过的信号进行输出的信号输出模块。

优选的，所述微处理器是由半导体硅片集成处理器、存储器、计数器和输入、输出接口组成，且所述微处理器采用四组i/o接口。

优选的，所述显示模块包括用于接收a/d转换模块传输信号的信号接收模块，所述信号接收模块电性输出连接对传输信号进行干扰信号过滤的滤波模块，所述滤波模块电性输出连接显示器。

优选的，所述显示器设置为led显示屏，且显示屏的外壁上设置有补光灯。

优选的，所述报警模块包括对中央处理器发出的虚拟信号进行接收的信号采集模块，所述信号采集模块电性输出连接对信号进行处理的信号处理模块，所述信号处理模块电性输出连接报警器。

优选的，所述报警器包括一个红色二极管和一个黄色二极管，且红色二极管和黄色二极管均电性输出连接信号处理模块。

优选的，所述冷却器包括存储冷水且提供动力的冷水机组，所述冷水机组电性输出连接对水流量进行检测的流量计。

优选的，所述加热器包括对水流量进行控制的流量控制器，所述流量控制器电性输出连接对水进行加热的加热棒。

优选的，一种半导体测试用温度控制装置的控制方法：

s1：首先需要将半导体放置在测试机台上，然后开始进行测试，在测试的过程中，温度传感器会对测试机台上的温度进行实时监测，检测到的信号会通过数据采集模块进行采集，然后传送给温度控制单元；

s2：温度控制单元会对采集信号进行处理，会通过和原设的温度值进行对比，差值在合理范围内，则不会进行下一步动作，若差值过大，温度控制单元会控制功率调节器进行做功，另外，温度控制单元会将温度信号通过通信模块传递给中央处理器，中央处理器对信号整理后并进行数模转换，然后将温度值通过显示模块展现出来；

s3：电流互感器和电压互感器会对功率调节器的输出值进行检测，防止出现过流现象和过压现象，有利于提高电路中的安全，功率调节器输出的电压和电流会促使驱动模块提供冷却器和加热器的驱动电压，当测试机台表面温度过低时，加热器会对水进行加热，通过热换器的热交换作用可以使测试机台的表面重新回到原设温度值，当测试机台表面温度过高时，加热器不会工作，冷却器会通过冷水机组带动水的流动，从而可以通过和热换器的热交换作用带走热量，可以使测试机台的表面重新回到原设温度值；

s4：当系统中的某一个环节出现故障时，温度控制单元会将错误信号通过通信模块传递给中央处理器，中央处理器接收到信号后会促使报警模块进行报警，同时中央控制器会停止所有的信号输出，以便于对整个系统进行排查，避免造成不可挽回的损失。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.该发明通过温度传感器可以对测试机台上的温度进行实时监控，并且通过温度控制单元对测试机台的实时工作温度进行控制，半导体在测试过程中因温度过高而被损坏，或者因温度过低而影响半导体的测试准确性，减小了保证了测试温度的误差，有利于提高测试准确性；

2.该系统在测试机台表面温度过低时，加热器会对水进行加热，通过热换器的热交换作用可以使测试机台的表面重新回到原设温度值，在测试机台表面温度过高时，加热器不会工作，冷却器会通过冷水机组带动水的流动，从而可以通过和热换器的热交换作用带走热量，可以使测试机台的表面重新回到原设温度值，通过热补偿作用可以促使测试机台能够提供半导体测试的条件，有利于测试的准确度；

3.通过显示模块可以很直观的对测试机台的温度进行观测，在显示模块中设置滤波模块，可以提高温度信号的传输精度，防止温度信号的失真，同时也能保证信号的传输的完整性，避免出现干扰，防止测试系统出现误判现象。

附图说明

图1为本发明工作原理示意图；

图2为本发明中央处理器框图示意图；

图3为本发明显示模块框图示意图；

图4为本发明报警模块框图示意图；

图5为本发明冷却器框图示意图；

图6为本发明加热器框图示意图。

图中：1测试机台、2温度传感器、3数据采集模块、4温度控制单元、5通信模块、6中央处理器、601数据接收模、602a/d转换模块、603微处理器、604信号输出模块、7显示模块、701信号接收模块、702滤波模块、703显示器、8报警模块、801信号采集模块、802信号处理模块、803报警器、9功率调节器、10电流互感器、11电压互感器、12驱动模块、13冷却器、1301冷水机组、1302流量计、14加热器、1401流量控制器、1402加热棒、15热换器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种半导体测试用温度控制装置，包括测试机台1，测试机台1的表壁上嵌套设置有对温度进行检测的温度传感器2，温度传感器2电性输出连接采集温度信号的数据采集模块3，数据采集模块3电性输出连接对温度信号进行处理和反馈的温度控制单元4，温度控制单元4双向电性连接传递信号的通信模块5，通信模块5双向电性连接对处理过的温度信号进行整理并传递的中央处理器6，中央处理器6分别电性输出连接对温度进行时刻显示的显示模块7和对系统出现错误信号时进行报警的报警模块8，温度控制单元4电性输出连接对输出功率进行调整的功率调节器9，功率调节器9分别电性输出连接对电流进行检测的电流互感器10和对电压进行检测的电压互感器11，电流互感器10和电压互感器11均电性输出连接对温度进行驱动补偿的驱动模块12，驱动没开12分别电性输出连接提供冷却共功能和加热功能的冷却器13和加热器14，冷却器13和加热器14均和热换器15连接，且热换器15设置在测试机台1内部。

其中，中央处理器6包括对处理过的温度信号进行采集的数据接收模块601，数据接收模块601电性输出连接对模拟信号转换为数字信号的a/d转换模块602，a/d转换模块602电性输出连接对数字信号进行整理处理的微处理器603，微处理器603电性输出连接a/d转换模块602，a/d转换模块602电性输出连接将微处理器603处理过的信号进行输出的信号输出模块604，通过这种设置可以将温度控制单元4发出的模拟信号通过a/d转换模块602转换为数字信号，便于通过显示模块7进行显示；

所述微处理器603是由半导体硅片集成处理器、存储器、计数器和输入、输出接口组成，且所述微处理器603采用四组i/o接口，通过这种设置可以提高微处理器603的处理数据的效率，有利于温度信号的传输速率，提高温度的实时监测性；

显示模块7包括用于接收a/d转换模块602传输信号的信号接收模块701，信号接收模块701电性输出连接对传输信号进行干扰信号过滤的滤波模块702，滤波模块702电性输出连接显示器703，通过这种设置可以很直观的对测试机台1的温度进行观测，同时也能够了解温度的变化情况；

显示器703设置为led显示屏，且显示屏的外壁上设置有补光灯，通过这种设置可以提高对显示器703的补光效果，有利于观测者对数据的观测；

报警模块8包括对中央处理器6发出的虚拟信号进行接收的信号采集模块801，信号采集模块801电性输出连接对信号进行处理的信号处理模块802，信号处理模块802电性输出连接报警器803，通过这种设置可以对系统中出现的错误信号及时进行报警，以便于对整个系统进行排查，避免造成不可挽回的损失；

报警器803包括一个红色二极管和一个黄色二极管，且红色二极管和黄色二极管均电性输出连接信号处理模块802，通过这种设置可以增加观测者的视觉效果，能够及时的发现问题，吸引观测者的注意力；

冷却器13包括存储冷水且提供动力的冷水机组1301，冷水机组1301电性输出连接对水流量进行检测的流量计1302，通过这种设置便于对整个系统提供冷却的作用，避免半导体在测试过程中因温度过高而被损坏，同时也有利于半导体测试的准确性；

加热器14包括对水流量进行控制的流量控制器1401，流量控制器1401电性输出连接对水进行加热的加热棒1402，通过这种设置可以通过加热器14在测试机台1温度过低时提供热补偿，避免因温度过低而影响半导体的测试准确性，便于减小测试误差。

一种半导体测试用温度控制装置的控制方法：

s1：首先需要将半导体放置在测试机台1上，然后开始进行测试，在测试的过程中，温度传感器2会对测试机台1上的温度进行实时监测，检测到的信号会通过数据采集模块3进行采集，然后传送给温度控制单元4；

s2：温度控制单元4会对采集信号进行处理，会通过和原设的温度值进行对比，差值在合理范围内，则不会进行下一步动作，若差值过大，温度控制单元4会控制功率调节器9进行做功，另外，温度控制单元4会将温度信号通过通信模块5传递给中央处理器6，中央处理器6对信号整理后并进行数模转换，然后将温度值通过显示模块7展现出来；

s3：电流互感器10和电压互感器11会对功率调节器9的输出值进行检测，防止出现过流现象和过压现象，有利于提高电路中的安全，功率调节器9输出的电压和电流会促使驱动模块12提供冷却器13和加热器14的驱动电压，当测试机台1表面温度过低时，加热器14会对水进行加热，通过热换器15的热交换作用可以使测试机台1的表面重新回到原设温度值，当测试机台1表面温度过高时，加热器14不会工作，冷却器13会通过冷水机组1301带动水的流动，从而可以通过和热换器15的热交换作用带走热量，可以使测试机台1的表面重新回到原设温度值；

s4：当系统中的某一个环节出现故障时，温度控制单元4会将错误信号通过通信模块5传递给中央处理器6，中央处理器6接收到信号后会促使报警模块8进行报警，同时中央控制器6会停止所有的信号输出，以便于对整个系统进行排查，避免造成不可挽回的损失。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。