溫度傳感器芯片測試裝置及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度傳感器芯片，具體地，涉及一種溫度傳感器芯片測試裝置及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度作為基礎(chǔ)的物理量之一，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域的生產(chǎn)活動以及人們的生活中需要采集，而溫度傳感器芯片作為溫度采集的重要手段，已大量應(yīng)用在包括個人電腦、通訊、醫(yī)療健康領(lǐng)域廣泛使用。特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備以及智能家居的興起，迫切需要一種快速、經(jīng)濟(jì)，適合于大批量生產(chǎn)的測量方法。
[0003]快速、經(jīng)濟(jì)的要求是指滿足測試精度的前提下，占用測試機臺、機械手的時間短。本發(fā)明對測試機臺、機械手沒有特殊要求，為了營造一個相對穩(wěn)定的溫度，增加一個腔室，放置溫度敏感單元，在本發(fā)明里是指PN節(jié)結(jié)構(gòu)，如圖五所示。本發(fā)明人使用此方法可以實現(xiàn)±0.2°C的測試精度，單顆芯片平均測試時間小于0.5秒。目前的測試方法，為了保證精度，需要多個溫度點測量，測試時間長，比如申請?zhí)枮?01310211368.8的專利申請，用于CMOS溫度傳感器的溫度校準(zhǔn)裝置及方法，又比如申請?zhí)枮?01010027223.9的專利申請，溫度傳感器芯片校準(zhǔn)溫度精度的方法，雖然是在一個溫度點測試，但是有一個假設(shè)前提，就是假設(shè)溫度誤差是一個二階的函數(shù)，實際情況是由于產(chǎn)品的設(shè)計數(shù)據(jù)基于器件模型仿真產(chǎn)生，與實際生產(chǎn)出來的產(chǎn)品總有一定的差別，而這個差別也不是一個常數(shù)，也會隨著芯片顆與顆之間，晶元片與片之間，不同批次之間而產(chǎn)生隨機的偏差，因此使用一個理想的二階函數(shù)作為假設(shè)前提，與實際有較大偏差，難以保證精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種溫度傳感器芯片測試裝置及測試方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一個方面提供的溫度傳感器芯片測試裝置，包括PN結(jié)、腔室、子板、負(fù)載板以及測試機臺；
[0006]其中，所述PN結(jié)和子板設(shè)置在所述腔室中；所述負(fù)載板連接所述測試機臺；
[0007]所述負(fù)載板用于向樣本溫度傳感器芯片和待測試溫度傳感器芯片提供相同的VCC電源和GND接地；
[0008]所述PN結(jié)用于向所述樣本溫度傳感器芯片和待測試溫度傳感器芯片輸入激勵；所述測試機臺用于讀出樣本溫度傳感器芯片的溫度數(shù)據(jù)；所述腔室用于保持PN結(jié)的溫度穩(wěn)定；所述子板用于承載PN結(jié)。
[0009]優(yōu)選地，還包括把柄，所述把柄連接所述腔室，用于固定以及移動腔室。
[0010]優(yōu)選地，所述負(fù)載板設(shè)置在相鄰設(shè)置的樣本溫度傳感器芯片測試區(qū)和待測試溫度傳感器芯片測試區(qū)；
[0011]所述樣本溫度傳感器芯片設(shè)置在所述樣本溫度傳感器芯片測試區(qū)；所述待測試溫度傳感器芯片設(shè)置在所述待測試溫度傳感器芯片測試區(qū)。
[0012]本發(fā)明的另一個方面提供的溫度傳感器芯片測試方法，采用所述的溫度傳感器芯片測試裝置，包括如下步驟:
[0013]步驟S1:建立樣本溫度傳感器芯片的模擬輸出電壓VADe與環(huán)境溫度關(guān)系；
[0014]步驟S2:測試樣本溫度傳感器芯片的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)所述溫度傳感器芯片的模擬輸出電壓vADe與環(huán)境溫度關(guān)系，確定所述溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的V ■電壓值；
[0015]步驟S3:對待測試溫度傳感器芯片進(jìn)行第一次修調(diào)較正，具體為，將所述溫度傳感器芯片的第一帶隙電壓VREF調(diào)整為第二帶隙電壓V REF；
[0016]所述第一帶隙電壓VREF為所述待測試溫度傳感器芯片在所述溫度數(shù)據(jù)下的帶隙電壓；所述第二帶隙電壓VREF為待測試溫度傳感器芯片的低溫區(qū)、高溫區(qū)間均進(jìn)行二階補償后，在所述溫度數(shù)據(jù)下的帶隙電壓；
[0017]步驟S4:對待測試溫度傳感器芯片進(jìn)行第二次修調(diào)較正，具體為，將所述溫度傳感器芯片的在所述溫度數(shù)據(jù)下的輸出電壓調(diào)整為所述溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述VADe電壓值。
[0018]優(yōu)選地，步驟S1包括如下步驟:
[0019]步驟S101:選擇一個精度大于等于待測試溫度傳感器芯片的溫度傳感器芯片作為樣本溫度傳感器芯片；
[0020]步驟S102:采用恒溫油槽控制所述樣本溫度傳感器芯片的溫度，記錄所述樣本溫度傳感器芯片的溫度與對應(yīng)模擬輸出電壓VADe，進(jìn)而生成樣本溫度傳感器芯片的溫度與對應(yīng)模擬輸出電壓vADe的線性關(guān)系。
[0021]優(yōu)選地，第一帶隙電壓VREF的溫度變化量為第二帶隙電壓V REF的溫度變化量的2倍。
[0022]優(yōu)選地，VADe電壓是為溫度傳感器芯片采集外部的PN結(jié)正向電壓后，得到的一個與PN結(jié)溫度成線性關(guān)系的模擬電壓；PN結(jié)正向電壓為二極管正向?qū)妷骸PN型三極管Vbel電壓或者PNP型三極管Vbe2電壓。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0024]1、本發(fā)明中的方法在任一溫度，即生產(chǎn)環(huán)境溫度的條件下，使用常用的測試設(shè)備，包括測試機臺、機械手，就能夠在滿足精度的前提下，快速、經(jīng)濟(jì)的完成溫度傳感器芯片的大批量生產(chǎn)測試；
[0025]2、本發(fā)明負(fù)載板設(shè)置在相鄰設(shè)置的樣本溫度傳感器芯片測試區(qū)和待測試溫度傳感器芯片測試區(qū)，提高了測試精度；
[0026]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，布局合理，易于推廣。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0028]圖1為本發(fā)明中帶隙基準(zhǔn)電壓溫度系數(shù)修調(diào)較正示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明中模擬輸出電壓VADC正、負(fù)偏差修調(diào)較正示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明樣本溫度傳感器芯片模擬輸出電壓與PN結(jié)溫度關(guān)系示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明溫度傳感器測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明中二極管正向?qū)妷旱慕Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明中NPN型三極管Vbel電壓的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖7為本發(fā)明中PNP型三極管Vbe2電壓的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]本發(fā)明提供的溫度傳感器芯片測試裝置包括:PN結(jié)402、腔室401、子板403、負(fù)載板407以及測試機臺409 ；
[0037]其中，所述PN結(jié)402設(shè)置在所述腔室401中；所述負(fù)載板407連接所述測試機臺409 ；
[0038]所述負(fù)載板407用于向樣本溫度傳感器芯片和待測試溫度傳感器芯片提供相同的VCC電源和GND接地；
[0039]所述PN結(jié)402用于向所述樣本溫度傳感器芯片和待測試溫度傳感器芯片輸入激勵；所述測試機臺409用于讀出樣本溫度傳感器芯片408的溫度數(shù)據(jù)；
[0040]所述腔室401用于保持PN結(jié)402的溫度穩(wěn)定；子板403用于承載PN結(jié)。
[0041]本發(fā)明提供的溫度傳感器芯片測試裝置，還包括把柄405，用于固定以及移動腔室401。
[0042]在本實施例中，本發(fā)明提供的溫度傳感器芯片測試方法包括如下步驟:
[0043]步驟S1:建立樣本溫度傳感器芯片408的模擬輸出電壓VADC與環(huán)境溫度關(guān)系；
[0044]步驟S2:測試樣本溫度傳感器芯片408的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)所述溫度傳感器芯片的模擬輸出電壓VADC與環(huán)境溫度關(guān)系，確定所述溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的VADC電壓值；
[0045]步驟S3:對待測試溫度傳感器芯片406進(jìn)行第一次修調(diào)較正，具體為，將所述溫度傳感器芯片406的第一帶隙電壓VREF調(diào)整為第二帶隙電壓V REF；
[0046]所述第一帶隙電壓VREF為所述待測試溫度傳感器芯片406在所述溫度數(shù)據(jù)下的帶隙電壓；所述第二帶隙電壓VREF為待測試溫度傳感器芯片的低溫區(qū)、高溫區(qū)間均進(jìn)行二階補償后，在所述溫度數(shù)據(jù)下的帶隙電壓；
[0047]步驟S4:對待測試溫度傳感器芯片406進(jìn)行第二次修調(diào)較正，具體為，將所述溫度傳感器芯片406在所述溫度數(shù)據(jù)下的輸出電壓調(diào)整為所述溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述VADe電壓值。
[0048]步驟S1包括如下步驟:
[0049]步驟S101:選擇一個精度大于等于待測試溫度傳感器芯片406的溫度傳感器芯片作為樣本溫度傳感器芯片408 ；
[0050]步驟S102:采用恒溫油槽控制所述樣本溫度傳感器芯片的溫度，記錄所述樣本溫度傳感器芯片408的溫度與對應(yīng)模擬輸出電壓VADe，進(jìn)而生成樣本溫度傳感器芯片408的溫度與對應(yīng)模擬輸出電壓VADe的線性關(guān)系。
[0051]溫度傳感器芯片，預(yù)留兩次修調(diào)較正，兩次修調(diào)較正都是基于最終的成品測試階段實現(xiàn)。
[0052]更為具體地，第一次修調(diào)較正是解決溫度系數(shù)，即在全溫度范圍內(nèi)-40°C -125°C達(dá)到溫度