孫佳良

（中國振華集團永光電子有限公司，貴州 貴陽550018）

1 概述

半導體產品生產試驗過程中，器件的壽命試驗是質量考核中的一項重要內容。本文是針對B4 型封裝三極管的壽命試驗工作原理及模擬其工作狀態(tài)設備線路設計的簡單解析。器件的試驗過程為常溫環(huán)境下進行，所加試驗條件為高精度恒流穩(wěn)壓試驗條件，這樣要求恒流源及穩(wěn)壓源要具有較高的精度和可靠性，才能使器件在連續(xù)1000 小時以上的試驗時間內正常工作。

2 設備機柜的設計

2.1 設備面板功能的設計。為實現(xiàn)B4 型封裝三極管的壽命試驗要求，其設備面板功能應包括以下方面內容：（1）IC電流數(shù)字顯示表頭。（2）VCE電壓數(shù)字顯示表頭。（3）IC調節(jié)部分。（4）VCE調節(jié)部分。（5）工位檢測轉換部分。（6）N/P 型轉換部分。

2.2 設備整體機柜的設計。（1）外部結構的設計。由于B4 型三極管的封裝外形結構特點，為此，設備機柜器件安裝應采用平臺式，以方便器件的安裝及拆卸。機柜的前面板部分設計為各試驗區(qū)的各項參數(shù)的數(shù)字表頭顯示、工位檢測轉換開關、N/P型轉換部分和強電控制開關；中間平臺部分為試驗夾具部分。為考慮設備的整體散熱效果，機柜的左、右兩側蓋板加開條形通風孔，并可拆卸。機柜的后面板為開兩扇對開門，以方便維修使用。機柜的底部安裝四個大腳輪，便于設備的整體移動。（2）內部結構的設計。機柜的下半部分安裝功率變壓器、控制變壓器，中間隔板安裝各工位限流功率電阻、肖振電路及恒流控制等部件。機柜的中間隔板安裝為四組試驗恒流穩(wěn)壓電源，供兩路獨立試驗單元進行壽命試驗使用。機柜的上面水平面板上設計為兩路，每路為45 只夾具座，供試驗老化器件安裝使用。夾具上方為控制面板，用于安裝設備各控制按鈕、轉換開關以及電流、電壓參數(shù)顯示數(shù)字表頭。

3 控制電路的設計

3.1 主機部分。由控制變壓器供給各恒流源控制電路電源，由功率變壓器、各工位控制回路、電流表、工位轉換開關組成，整機共兩組恒流源和兩組穩(wěn)壓源，一共有兩個獨立試驗區(qū)。

圖1

3.2 電源功率及試驗工位。每路恒流源電壓輸出最高為100V，電流輸出最大為5A，每路穩(wěn)壓源電壓輸出最高為100V，電流輸出最大為5A，每組電源對應一塊夾具板，每塊夾具板為48 個工位，共96 個工位，能同時滿足兩組45 只不同試驗條件的器件進行試驗要求。

3.3 設備面板功能設計。該設備面板設計有IC 電流顯示，VCE 電壓顯示，還有IC/VCE 調節(jié)旋鈕，以及N/P 型器件選擇開關，管位檢測按鈕。具有操作方便，設計簡潔等優(yōu)點。

3.4 控制電源部分設計。控制電源電路由交流控制變壓器輸出的6組抽頭分別供給集成穩(wěn)壓器CW7805/CW1815/CW7915，輸出為＋5V 和±15V，分別供給檢測數(shù)字面板表頭和集成電路的工作電壓。

3.5 主回路電路設計。由于半導體產品生產試驗標準要求，B4 型封裝三極管器件在壽命試驗中電路設計為共基極線路，因此該設備主回路電路設計為共基極老化電路，保證B4 型封裝三極管的壽命試驗符合試驗標準要求，所加試驗條件為高精度恒流穩(wěn)壓條件，且恒流源及穩(wěn)壓源具有較高的精度和可靠性。

3.6 整機規(guī)格尺寸。設備體積：L1000×W780×H1200（mm）；設備重量：100Kg；設備功率：1.5KW。

3.7 試驗區(qū)域。試驗區(qū)域是用于試驗器件的安裝，整機有兩塊夾具板，共96 個試驗工位。

安裝時要注意器件的引腳排列。

3.8 主回路原理圖的設計。（1）強電開關具有斷電保護功能，當試驗過程因各種原因發(fā)生斷電后自動斷電，在電源恢復后設備不會開機，只有當試驗員發(fā)現(xiàn)并將所加試驗條件全部降為零位時，重新開機試驗，以防止被試驗器件受到沖擊而損害。（2）主回路分為恒流控制單元（如圖1 所示）。

3.9 工位檢測電路。該設備各試驗區(qū)具有獨立恒流IC電流、VCE電壓顯示，用于進行各工位被試器件的試驗參數(shù)檢測和試驗過程監(jiān)視。

4 達到的技術效果

4.1 試驗范圍。滿足B4 封裝三極管進行壽命試驗要求。

4.2 技術參數(shù)。（1）單工位試驗電流：0～100mA（連續(xù)可調）。（2）單工位試驗電壓：0～100V（負載為獨立恒流工作方式）。（3）精度：電流精度：≤±1%，電壓精度：≤±1%。

4.3 試驗容量。每塊板2 個工位，共有96 工位，滿足試驗抽樣使用要求。

5 材料的選擇

在設備的設計研制過程中，筆者查閱了大量的資料，對元器件的相關知識得以深入的了解，對線路應用技術得以靈活應用是設計好該設備恒流穩(wěn)壓源的前提。對元器件的透徹了解和應用，才能更好的解決制造、調試過程中出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象。在設計的最初，各個元器件的選擇非常重要。例如：恒流調整管的選擇，采用高可靠金屬封裝3DK109 來實現(xiàn)，可靠性較高。

6 結論

在設計和實際制造過程中，每一個小小的失誤都有可能引起設備在通電調試過程中出現(xiàn)各種異?，F(xiàn)象，設計者要對原理、功能、各元器件的性能參數(shù)使用都要有一定水平的應用基礎。否則設備在制造調試過程將會出現(xiàn)各種無法意料的現(xiàn)象，使得設備難以順利進行，乃至無法進行，以失敗而告終。

該設備從最初電路圖的設計、材料清單計劃、元器件的選擇，還有機柜結構的設計加工都十分成功。為考慮設備工作過程中的散熱問題，主回路變壓器、調壓器等發(fā)熱器件的位置擺放也十分關鍵，在線路連接及調試過程中出現(xiàn)的各種各樣現(xiàn)象，筆者充分應用線路知識，通過元器件或線路消除制造過程中的各種問題，從而制造出精確、測試精度較高、滿足試驗要求的試驗臺。

筆者在設計、制造、調試全過程中，在原器件的選購、安裝、測試及制造過程都本著嚴謹、科學的態(tài)度，精益求精的精神，認真的分析其中的不足，分析其中的問題所在，這樣才使該設備得以設計更合理。