一种分区式晶体管老化系统的制作方法

1.本发明涉及晶体管老化技术领域，尤其涉及一种分区式晶体管老化系统。


背景技术：

2.在电子技术飞速发展的今天，对整机的可靠性要求越来越高，电子元器件在正式使用之前进行筛选就显得非常必要。各种电子元器件包括二极管、晶体管、集成电路等在正常工作中往往由于制造缺陷等原因导致元器件失效而影响到整机的可靠性，因此在使用某批元器件时预先对该批元器件进行可靠性试验是极为重要的。
3.电子元器件的失效现象可分为早期失效、随机失效和耗损失效，失效率因工作阶段（加电应力时间）而异，图1表示了各工作阶段和失效率的关系。批量很大的一批产品，未经任何老化措施即投入使用，会发现该批产品在开始工作时失效率很高，但很快就逐渐降低。失效率下降的这个阶段称为早期寿命期。在这个时期内失效发生的原因是由于制造缺陷所致，不合格元器件在te前失效后，元器件失效率就稳定下来，这段工作时期称为使用寿命期，这时期发生的失效率称为“随机”“偶发”“突发”失效。因为这些失效是随机的，是不可预测的，当产品工作到tw时刻后，开始出现退化现象，失效率重新提高，这是因为元器件接近于
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额定寿命”而出现老化和损耗所致。
4.因此在大批量电子元器件使用前，常常需要通过老化测试促使隐藏于电子元器件内部的各种潜在缺陷及早暴露，从而达到剔除早期失效的电子元器件的目的。
5.专利cn202022605861.6公开了一种老化测试板及其老化测试架，包括老化测试板体和定位凹槽，所述老化测试板体的前表面设置有控温板体，且控温板体的外侧设置有插口组，所述老化测试板体的内侧开设有散热口，且老化测试板体的左右两侧均开设有定位滑块，所述定位凹槽开设于定位滑块的外侧上端，且定位凹槽的内部设置有固定卡块，所述固定卡块的上端连接有定位转轴，且固定卡块的外侧固定有限位杆，所述限位杆的外侧设置有测试架体，且测试架体的下端固定有支撑柱。
6.上述技术方案与传统的老化台虽然能够实现晶体管的老化测试，但是仍然存在着不小的缺陷：在同一时间内只能提供单一的老化环境，在单一的老化环境下进行老化测试，无法满足同时在多种环境下进行老化晶体管的要求。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种分区式晶体管老化系统。该老化系统具有实现分区老化等优点。
8.本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种分区式晶体管老化系统，包括老化台，其结构特点在于：所述老化台上设有控制模块、若干相互独立的老化工作区以及各个老化工作区所配套的老化电源、极性转换开关、报警装置，所述老化工作区内设有工位组，所述工位组上放置待测试晶体管，所述工位组通过驱动模块与控制模块连接，所述驱动模块固定于所述老化工作区内；各个所述老化工作区设有可开关的柜门。
9.所述老化工作区内设有温度传感器，对老化工作区的温度进行测温，进行反馈，便于及时调节温度。
10.所述老化台还设有水冷循环装置，所述水冷循环装置为分区设置，分别对各个老化工作区的温度进行调节，使各个老化工作区可同时在不同老化环境下进行老化工作。
11.所述控制模块控制老化系统整体运行，与温度传感器、水冷循环装置、驱动模块电连接，及时接受温度传感器的温度信号，通过水冷循环装置作出反馈，及时调整老化工作区内温度。
12.优选地，所述老化台从上至下依次设置控制模块、老化工作区、极性转换开关以及老化电源，所述报警装置设置于老化工作区的柜门外侧，所述水冷循环装置设置于老化工作区的后方，缩小整体体积的同时，便于工作人员进行操作。
13.优选地，所述报警装置包括报警指示灯，所述报警指示灯的数量与所述工位组上待测试的晶体管相同并一一对应，所述报警指示灯设置于各个老化工作区各自的柜门外侧。便于工作人员及时发现报警信息，并快速定位具体产生报警信息的晶体管。
14.优选地，所述控制模块包括主控板、交互键盘、显示屏幕。通过交互键盘设置老化时间、老化温度区间等信息，操作便利。
15.优选地，所述水冷循环装置包括分区水箱、主体水箱，所述分区水箱设于所述老化工作区内壁与主体水箱相连通，连通处设有流量调节阀，所述主体水箱设有制冷组件，设于老化工作区外。
16.优选地，所述分区水箱表面为不规则形状，增加与老化工作台内部的接触面积，增加冷却效果。
17.优选地，所述水冷循环装置还包括过压欠压水压力表，实现冷却水水压的欠压、过压保护功能。
18.优选地，所述老化工作区内设有多种工位组，不同的工位组上设置功率不同的待测试晶体管，可进行不同功率的晶体管的老化测试。
19.优选地，所述老化工作区配备有多组老化电源，多组所述老化电源可适应老化工作内内不同的工位组所需功率进行老化测试。
20.优选地，所述老化系统还包括防自激电路，防止电路的自激振荡。
21.优选地，所述老化工作区内部周壁除内壁一侧都设有隔温层，使老化工作区相互隔绝，减少相互之间的影响。
22.优选地，所述老化工作区内设有加热组件，所述加热组件与控制模块电连接，可提高老化工作区内的温度，模拟高温的老化环境。
23.优选地，所述控制模块包括打印模块以及通讯模块，通过所述通讯模块与外部计算机通讯连接，打印模块可打印运行中各工位电压电流参数。通讯模块可以与计算机进行通讯，把运行数据传送至外部计算机。
24.本发明的有益效果是：本发明通过分区式的老化工作区以及分区的水冷循环装置，可以在老化台上同时模拟不同的老化环境，实现在同一时间在不同老化环境下对晶体管进行老化测试，使用更为方便；其次，老化工作区内设有不同功率的工位组以及配备多组老化电源，在同一老化工作区可进行不同功率的晶体管的老化测试，适用范围更广。
附图说明
25.图1是电子元器件的失效现象各工作阶段和失效率的关系。
26.图2是本发明一种分区式晶体管老化系统的结构示意图。
27.图3是本发明一种分区式晶体管老化系统的整体示意图。
28.图4是本发明一种分区式晶体管老化系统的原理框图。
29.图5是本发明一种分区式晶体管老化系统的防自激电路电路图。
30.其中：1、老化台；2、控制模块；21、主控板；22、交互键盘；23、显示屏幕；24、打印模块；25、通讯模块；3、老化工作区；31、工位组；32、驱动模块；33、柜门；34、温度传感器；4、老化电源；5、极性转换开关；6、报警装置；61、报警指示灯；7、水冷循环装置；71、分区水箱；72、主体水箱；73、流量调节阀；74、制冷组件；75、过压欠压水压力表。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.参阅图2、图3和图4，实施例1中，一种分区式晶体管老化系统，包括老化台1，老化台1上设有控制模块2、若干相互独立的老化工作区3以及各个老化工作区3所配套的老化电源4、极性转换开关5、报警装置6，老化工作区3内设有工位组31，工位组31上放置待测试晶体管，工位组31通过驱动模块32与控制模块2连接，驱动模块32固定于老化工作区内；各个老化工作区3设有可开关的柜门33。在本实施例中，老化工作区有四个，分别为第一老化工作区、第二老化工作区、第三老化工作区以及第四老化工作区。
36.各个老化工作区3内设有温度传感器34，对老化工作区3的温度进行测温，进行反馈，便于及时调节温度。
37.老化台1还设有水冷循环装置7，水冷循环装置7为分区设置，分别对各个老化工作区3的温度进行调节，使各个老化工作区3可同时在不同老化环境下进行老化工作。水冷循环装置7包括分区水箱71、主体水箱72，分区水箱71设于老化工作区3内壁与主体水箱72相连通，连通处设有流量调节阀73，主体水箱72设有制冷组件74，设于老化工作区3外。通过流量调节阀73调节水流量流速的大小，对每一个老化工作区的温度进行调节。
38.具体地，控制模块上设置老化温度并可设置上下温度区间，温度传感器检测老化过程中老化工作区内的实时温度，在内部温度高于设置温度时，水流量增大，加速降温；当内部温度低于设置温度时，水流量减小，减慢降温，通过晶体管或设备的自身产热使温度上升。
39.分区水箱71表面为不规则形状，增加与老化工作台内部的接触面积，增加冷却效果。
40.水冷循环装置7还包括过压欠压水压力表75，实现冷却水水压的欠压、过压保护功能。
41.在晶体管的实际使用过程中，同一批晶体管会运用在不同的温度环境下，因此需要在不同的环境下对同一批晶体管进行老化，使在相应温度下经过老化测试的晶体管能够再次运用到相应的使用环境下。本实施例中，分区设置的水冷循环装置以及四个相互独立的老化工作区，可形成四个单独的老化环境，同一批晶体管可同时在不同的老化环境下进行老化测试，测试后再运用到相应的环境中。老化过程更为简单，可同时产出不同老化环境下老化后的晶体管。
42.同时分区设置的四个老化工作区以及水冷循环装置，在其中一个老化工作区出现故障时，不会影响其他老化工作区的运行，可继续进行老化工作。而传统的未分区的老化装置，在出现故障后，整体就不能进行老化工作，影响老化效率。
43.控制模块2控制老化系统整体运行，与温度传感器34、水冷循环装置7、驱动模块32电连接，及时接受温度传感器的温度信号，通过水冷循环装置作出反馈，及时调整老化工作区内温度。
44.老化台1从上至下依次设置控制模块2、老化工作区3、极性转换开关5以及老化电源4，报警装置6设置于老化工作区3的柜门33外侧，水冷循环装置7设置于老化工作区3的后方，老化台的最上方设有总开关。缩小整体体积的同时，便于工作人员进行操作。
45.参阅图4，如图所示，老化工作区3内设有多种工位组，不同的工位组上设置功率不同的待测试晶体管，可进行不同功率的晶体管的老化测试。本实施例中，老化工作区内设有50w/16个工位、150w/8个工位的工位组。
46.老化工作区3配备有多组老化电源4，多组老化电源4可适应老化工作内内不同的工位组所需功率进行老化测试。本实施例中，4组直流老化电源，每组配置如下： vb电源：25v/40a、vc电源：60v/80a。
47.其中，vb1、vc1给第一老化工作区供电，vb2、vc2给第二老化工作区供电，vb3、vc3给第三老化工作区供电，vb4、vc4给第四老化工作区供电。
48.老化工作区可选择50w/16个工位或150w/8个工位的工位组进行老化测试，同时选
择相应的老化电源进行供电。老化工作区内可对不同功率的晶体管进行老化测试，使用范围更广，同时配备相应的老化电源，使用更为方便。
49.本实施例中的老化工作区，除了传统的，对同一功率的晶体管在相同环境下进行老化之外，可同时对同一功率的晶体管在不同环境下进行老化测试，可同时产出不同老化环境下老化后的晶体管，比较晶体管在不同环境下的故障概率。并且，可同时将不同功率的晶体管在相同环境或不同环境下进行老化，使用方法更为多样，在实际使用过程中更为便利。
50.报警装置6包括报警指示灯61，报警指示灯61的数量与工位组上待测试的晶体管相同并一一对应，报警指示灯61设置于各个老化工作区各自的柜门33外侧。本实施例中，50w/16个工位的工位组的报警指示灯有16个，分为并列的两排，排布在柜门33外侧。150w/8个工位的工位组的指示灯有8个，整体形状与50w/16个工位的工位组的报警指示灯不同，设置于16个报警指示灯的下方。报警指示灯的设置，便于工作人员及时发现报警信息，并快速定位具体产生报警信息的晶体管。
51.控制模块2包括主控板21、交互键盘22、显示屏幕23。通过交互键盘设置老化时间、老化温度区间等信息，操作便利。
52.老化系统还包括防自激电路，防止电路的自激振荡，电路图如图5所示。
53.老化工作区内部周壁除内壁一侧都设有隔温层，使老化工作区相互隔绝，减少相互之间的影响。
54.老化工作区内设有加热组件，加热组件与控制模块电连接，可提高老化工作区内的温度，模拟高温的老化环境。
55.控制模块2包括打印模块24以及通讯模块25，通过通讯模块与外部计算机通讯连接，打印模块可打印运行中各工位电压电流参数。通讯模块可以与计算机进行通讯，把运行数据传送至外部计算机。
56.实时使用过程如下：工作人员通过控制模块上的交互键盘与现实屏幕设定老化测试的时间以及温度等信息，打开老化工作区的柜门，在工位组上安装晶体管，关闭柜门后打开极性转换开关，老化电源向老化工作区供电，进行晶体管的老化，同时水冷循环装置开始运行，对老化工作区进行温度调节，设定时间结束后完成老化测试。
57.需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构、等效流程或等效功能变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。