一种应用于半导体器件热阻测量的器件自动固定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于半导体器件热阻测量的器件自动固定装置，包括上位机、FPGA、驱动电路、步进电机、压力传感器、AD转换芯片、夹具。上位机与FPGA通过USB转TTL模块相连，FPGA通过驱动电路与步进电机相连，步进电机与夹具相连，压力传感器固定在夹具上，压力传感器通过AD转换芯片与FPGA相连。通过上位机设定一压力值，步进电机通过驱动丝杆转动给器件施加压力，在加压过程中器件所受压力能够通过传感器实时反馈给上位机形成闭环控制系统，上位机根据反馈回的压力值与设定值比较控制步进电机转动，确保最终施加给器件的压力值准确。本装置自动化程度高，操作简易，保证施加的压力值准确，提高半导体器件热阻测量准确性。
【专利说明】
一种应用于半导体器件热阻测量的器件自动固定装置
技术领域
[0001]本实用新型涉属于半导体器件热阻测量领域，具体涉及一种可任意设定压力值并且能够自动固定半导体器件的装置。
【背景技术】
[0002]目前，半导体器件热阻测试多采用电学法，测量时需用固定装置将器件压于恒温平台上，该压力大小对于测量结果影响很大。现有的简易器件固定装置操作复杂，并且难以保证施加压力的可重复性，并且大小也无法得知，造成测量结果不准确甚至损坏器件。步进电机控制的半导体器件自动固定装置，利用了 FPGA强大的运算能力、逻辑判断能力，加上压力传感器，电路等构成的自动控制系统，自动化程度高，操作简易，能够保证施加的压力值准确，提高半导体器件热阻测量准确性。
【发明内容】
[0003]针对现有固定装置的不足，本实用新型的目的在于，提供一种性能稳定，压力值准确，自动化程度高，操作简便的半导体器件自动固定装置。
[0004]为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现:
[0005]—种应用于半导体器件热阻测量的器件自动固定装置，其特征在于:包括上位机、FPGA模块、USB转TTL模块、驱动电路、步进电机、AD转换芯片、夹具;上位机与FPGA通过USB转TTL模块相连，FPGA通过驱动电路与步进电机相连，步进电机与夹具相连，压力传感器固定在夹具上是夹具的一部分，压力传感器通过AD转换芯片与FPGA相连；
[0006]所述夹具的结构为:步进电机通过联轴器与滚珠丝杆相连，在导轨上安装一块穿过滚珠丝杆的滑块，在滑块上固定一根上压杆，外套筒通过水平横梁固定在垂直立柱上，内套筒套在外套筒内，内套筒能在外套筒内自由滑动，弹簧装在内套筒内，上压杆穿过内套筒与弹簧接触，弹簧下端与下压杆之间装有压力传感器，将垂直立柱固定在底座上。
[0007]本实用新型还具有如下技术特点:
[0008]所述FPGA模块采用EP2C8Q208C8N芯片。
[0009]所述USB转TTL模块采用PL2303模块。
[0010]所述AD转换芯片采用MAX197。
[0011]所述压力传感器采用电阻式压力传感器FSR402。
[0012]本实用新型自动化程度高，压力值精确，结构稳定可靠，灵活度高可自由摆放，操作简便能够提高效率，结构简单易于生产。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的的连接原理图。
[0014]图2为本实用新型的夹具结构示意图。
[0015]图中:1.步进电机，2.滚珠丝杆，3.导轨，4.垂直立柱，5.水平横梁，6.底座，7.联轴器，8.滑块，9.上压杆，10.外套筒，11.弹簧，12.内套筒，13.压力传感器，14.下压杆。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细描述。
[0017]遵从上述技术方案，如图1和图2所示，本实用新型包括上位机、FPGA模块、驱动电路、步进电机、压力传感器、AD转换芯片、夹具。上位机与FPGA通过USB转TTL模块相连，FPGA通过驱动电路与步进电机相连，步进电机与夹具相连，压力传感器固定在夹具上，压力传感器通过AD转换芯片与FPGA相连。
[0018]步进电机I通过联轴器7与滚珠丝杆2相连，在导轨3上安装一块穿过滚珠丝杆2的滑块8，在滑块上固定一根上压杆9，外套筒10通过水平横梁5固定在垂直立柱4上，内套筒12套在外套筒10内，内套筒能在外套筒内自由滑动，弹簧装在内套筒内，上压杆9穿过内套筒与弹簧11接触，弹簧下端与下压杆14之间装有压力传感器，将垂直立柱4固定在底座6上。
[0019]所述USB转TTL模块采用PL2303模块，该器件内置USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART，只需外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换，能够方便嵌入到各种设备。
[0020]所述FPGA模块采用EP2C8Q208C8N芯片。
[0021 ] 所述AD转换芯片采用MAX197，MAX197是具有12位测量精度的高速A/D转换芯片，只需单一电源供电，且转换时间很短(6us)，具有8路输入通道，还可以和大部分FPGA直接接口，使用十分方便。
[0022]所述压力传感器采用电阻式压力传感器FSR402。
[0023]通过上位机软件设置某一压力值，上位机通过串口将指令发送给FPGA，FPGA给驱动电路发送指令控制步进电机转动，步进电机带动滚珠丝杆转动，通过丝杆的转动滑块在丝杆上直线运动带动上下压杆运动，上下压杆通过挤压弹簧可带动内套筒上下滑动，当下压杆接触到器件时，步进电机继续转动产生一定压力值，此时压力传感器检测到压力值将模拟信号发送给AD转换芯片将模拟信号转换成数字信号发送给FPGA，FPGA通过串口将压力值发送给上位机，上位机将实际的压力值与设定值进行比较再次给FPGA发送指令控制步进电机转动，形成闭环控制系统直至实际的压力值达到设定值。
【主权项】
1.一种应用于半导体器件热阻测量的器件自动固定装置，其特征在于:包括上位机、FPGA模块、USB转TTL模块、驱动电路、步进电机、AD转换芯片、夹具;上位机与FPGA通过USB转TTL模块相连，FPGA通过驱动电路与步进电机相连，步进电机与夹具相连，压力传感器固定在夹具上是夹具的一部分，压力传感器通过AD转换芯片与FPGA相连； 所述夹具的结构为:步进电机通过联轴器与滚珠丝杆相连，在导轨上安装一块穿过滚珠丝杆的滑块，在滑块上固定一根上压杆，外套筒通过水平横梁固定在垂直立柱上，内套筒套在外套筒内，内套筒能在外套筒内自由滑动，弹簧装在内套筒内，上压杆穿过内套筒与弹簧接触，弹簧下端与下压杆之间装有压力传感器，将垂直立柱固定在底座上。2.根据权利要求1所述的半导体器件热阻测量中的器件自动固定装置，其特征在于:所述FPGA模块采用EP2C8Q208C8N芯片。3.根据权利要求1所述的半导体器件热阻测量中的器件自动固定装置，其特征在于:所述USB转TTL模块采用PL2303模块。4.根据权利要求1所述的半导体器件热阻测量中的器件自动固定装置，其特征在于:所述AD转换芯片采用MAX197。5.根据权利要求1所述的半导体器件热阻测量中的器件自动固定装置，其特征在于:所述压力传感器采用电阻式压力传感器FSR402。
【文档编号】G01R1/04GK205426968SQ201620224719
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月20日
【发明人】冯士维, 王超, 史冬, 陈宇峥
【申请人】北京工业大学