一种适于FCX458三极管老炼试验的老炼板的制作方法

一种适于fcx458三极管老炼试验的老炼板
技术领域
1.本实用新型涉及电子元器件可靠性测试技术领域，尤其涉及一种适于fcx458三极管老炼试验的老炼板。


背景技术：

2.老炼试验是工程上常用来剔除早期失效产品，提高系统可靠性的方法。在较长的时间内对电子元器件连续施加一定的电应力，通过电-热应力的综合作用来加速元器件内部各种物理、化学反应过程，促使元器件内部各种潜在缺陷及早暴露，从而达到剔除早期失效产品的目的。
3.老炼试验是一种非破坏性的试验，只是对有潜在缺陷的电路起到诱发作用，而不引起电路整体筛选后的新失效机理或改变它的失效分布。通过老炼试验只能改变电路的使用可靠性，而不会改变整个电路的固有可靠性，试验条件的选择主要是依据电路的可靠性要求程度其失效机理的特性。老炼试验实施时，将电子元器件置于老炼板上，并放入老炼箱中施加热应力和电应力，激发电路的早期失效。
4.批量生产的电子元器件,由于各种不确定因素,会导致同一批产品中各个元器件的可靠性不同。老炼试验对工艺制造过程中可能存在的一系列缺陷，如表面沾污、引线焊接不良、沟道漏电、硅片裂纹、氧化层缺陷、局部发热垫、二次击穿等都有较好的筛选效果，对于无缺陷的元器件，也可促使其电参数稳定，从而保证产品质量。
5.由于fcx458三极管采用sot-89封装，输出电流较大、功率耗散较高、封装形式特殊，因此，对fcx458三极管进行功率老炼难度较大，导致其一直处于缺项试验状态，该器件的使用可靠性无法满足实际需要。如图1所示，给出了fcx458三极管结构示意图。fcx458三极管具有四个引脚，具体为：与fcx458三极管的集电极引出的两个c端引脚，基极引出的b端引脚，射极引出的e端引脚。
6.传统的老炼板设计方法只能解决很小批量器件试验，且安装方式和操作方法繁琐、可靠性差，不适用于大批量fcx458三极管器件可靠性筛选与测试的要求，导致现有老炼试验载具并不具有对fcx458三极管器件进行高温反偏老炼试验的能力。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种适于fcx458三极管老炼试验的老炼板，用于解决无法实现大批量对fcx458三极管器件进行高温反偏老炼试验的问题。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
9.本实用新型提供一种适于fcx458三极管老炼试验的老炼板，包括：基板，所述基板划分为电源接口区和工作区，所述电源接口区包括漏极电源正极端、基极电源正极端和射极电源负极端，所述工作区包括m排n列个用于fcx458三极管测试的测试单元，所述测试单元通过基板顶层和/或底层的铜皮线路与所述集电极电源正极端、基极电源正极端和射极电源负极端连接；
10.所述测试单元包括保险管、检测电阻、集电极功率电阻、射极功率电阻、与fcx458三极管管脚匹配的器件工位，所述器件工位包括位于同一边的基极触点、射极触点、第一集电极触点以及位于另一边的第二集电极触点，所述第一集电极触点与第二集电极触点短路连接；
11.所述集电极电源正极端依次通过保险管、检测电阻、集电极功率电阻连接至所述第一集电极触点与第二集电极触点；所述基极电源正极端作为集电极电源负极端并与基极触点短路连接；所述射极电源负极端作为基极电源负极端并通过射极功率电阻连接至所述射极触点。
12.进一步地，所述电源接口区还包括为每一测试单元配置的多个第二集电极电源正极端，所述第二集电极电源正极端连接至检测电阻与集电极功率电阻之间。
13.优选地，所述集电极功率电阻和射极功率电阻分别布局配置在所述器件工位的两侧。
14.优选地，所述集电极电源正极端所引出的铜皮线路配置在基板底层中间位置，并通过导电穿孔与所述检测电阻一端相连接。
15.优选地，所述射极电源正极端所引出的铜皮线路沿工作区边缘呈凹型配置在基板顶层，并与射极功率电阻一端相连接。
16.优选地，所述基极电源正极端所引出的铜皮线路配置于基板底层的两侧，配置为两条位于所述射极电源正极端所引出的铜皮线路内侧的铜皮线路，该两条铜皮线路通过铜皮连接线联通。
17.优选地，所述集电极电源正极端所引出的铜皮线路配置在基板底层中间位置，并通过导电穿孔与所述检测电阻一端相连接；所述射极电源正极端所引出的铜皮线路沿工作区边缘呈凹型配置在基板顶层，并与射极功率电阻一端相连接；所述基极电源正极端所引出的铜皮线路配置于基板底层的两侧，配置为两条位于所述射极电源正极端所引出的铜皮线路内侧的铜皮线路，该两条铜皮线路通过铜皮连接线联通。
18.优选地，所述工作区中测试单元阵列的排数m的取值范围为1至4，列数的取值范围为4至20，所述测试单元的数目取值范围为4至80。较佳地，排数m＝2，列数n＝10。
19.优选地，所述老炼板基板的板材耐温度数应大于或等于170摄氏度；所述铜皮线路的厚度为大于或等于70微米，线宽取值范围为10mil至20mil的区间；所述基板上每个网络铜皮线路布线过孔数小于或等于3个，相邻铜皮线路布线间距大于或等于0.3mm。
20.与现有技术相比，本实用新型提供的适于fcx458三极管老炼试验的老炼板设计方案中，采用m排n列的测试单元阵列布局，可以同时对多个测试器件进行批量测试，提高了老炼测试能力，满足大批量fcx458三极管在同一试验条件情况下同时进行试验的要求，具有大批量测试能力且满足同一性测试要求。老炼板的基板板材耐温应大于或等于170摄氏度可以实现高温老炼测试。通过合理设计布线线宽及过孔数目，可以确保老炼板的电气性能满足测试要求。通过配置发热量高的射极功率电阻和集电极功率电阻在器件工位两侧，可以分散测试单元发热量。
21.本实用新型的老炼板结构设计合理，实际操作简单，运行可靠，同时可以实现4至20个器件之间任意数量器件的可靠的高温老炼试验，大大提高了产品批生产过程中试验效率，尤其可以实现了小批量、大批量、高可靠、操作简单的fcx458三极管高温老炼试验。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
23.图1为fcx458三极管的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例中fcx458三极管老炼试验原理示意图；
25.图3为本实用新型实施例中适于fcx458三极管老炼试验的老炼板顶层设计示意图；
26.图4为本实用新型实施例中适于fcx458三极管老炼试验的老炼板底层设计示意图。
具体实施方式
27.为了便于清楚描述本实用新型实施例的技术方案，在本实用新型的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
28.需要说明的是，本实用新型中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
29.如图2所示，给出了fcx458三极管老炼试验原理示意图。在图2中，电源vc和电源vb为老炼板对应设备配置的试验电源，用于对fcx458三极管功率老炼试验提供试验偏置，其中，电源vc提供fcx458三极管器件老炼试验时的vcb偏置、电源vb提供fcx458三极管器件老炼试验时的vbe偏置。具体电路实现时，电源vc正极端通过保险管、检测电阻r0和功率电阻rc同时施加到fcx458三极管的集电极(c端)，电源vc负极端与电源vb正极端短路连接；电源vb正极端与电源vc负极端短路连接，并施加到fcx458三极管基极(b端)，电源vb负极端通过功率电阻re施加到fcx458三极管的射极(e端)。
30.图3所示，给出了适于fcx458三极管老炼试验的老炼板顶层设计示意图。如图4所示，给出了适于fcx458三极管老炼试验的老炼板底层设计示意图。可以看到，图3和图4所示的老炼板，包括：基板，所述基板划分为电源接口区和工作区，所述电源接口区包括漏极电源正极端、基极电源正极端和射极电源负极端，所述工作区包括m排n列个用于fcx458三极管测试的测试单元，所述测试单元通过基板顶层和/或底层的铜皮线路与所述集电极电源正极端、基极电源正极端和射极电源负极端连接。
31.优选地，所述工作区中测试单元阵列的排数m的取值范围为1至4，列数的取值范围为4至20，所述测试单元的数目取值范围为4至80。较佳地，排数m＝2，列数n＝10，即如图图3和图4所示的老炼板，具有2排10列共计20个测试单元，可以满足1至20个器件的批量测试。
32.结合图2所示的测试电路，可以看到所述测试单元包括保险管、检测电阻、集电极功率电阻、射极功率电阻、与fcx458三极管管脚匹配的器件工位，所述器件工位包括位于同
一边的基极触点、射极触点、第一集电极触点以及位于另一边的第二集电极触点，所述第一集电极触点与第二集电极触点短路连接；
33.所述集电极电源正极端依次通过保险管、检测电阻、集电极功率电阻连接至所述第一集电极触点与第二集电极触点；所述基极电源正极端作为集电极电源负极端并与基极触点短路连接；所述射极电源负极端作为基极电源负极端并通过射极功率电阻连接至所述射极触点。
34.进一步地，所述电源接口区还包括为每一测试单元配置的多个第二集电极电源正极端，所述第二集电极电源正极端连接至检测电阻与集电极功率电阻之间。
35.所述集电极功率电阻和射极功率电阻分别布局配置在所述器件工位的两侧，将图2所示的功率电阻rc和re分散安装在老炼板上，工位间加大间距，可以确保风道畅通，增强整板散热能力。
36.电源接口区和工作区之间通过铜皮线路连接，所述集电极电源正极端所引出的铜皮线路配置在基板底层中间位置，并通过导电穿孔与所述检测电阻一端相连接；所述射极电源正极端所引出的铜皮线路沿工作区边缘呈凹型配置在基板顶层，并与射极功率电阻一端相连接；所述基极电源正极端所引出的铜皮线路配置于基板底层的两侧，配置为两条位于所述射极电源正极端所引出的铜皮线路内侧的铜皮线路，该两条铜皮线路通过铜皮连接线联通。
37.为提高老炼板耐受温度，所述老炼板基板的板材耐温度数应大于或等于170摄氏度；为确保电连接质量，承受较大电流，所述铜皮线路的厚度为大于或等于70微米，线宽取值范围为10mil至20mil的区间；为确保铜皮线路彼此之间的电隔离质量，所述基板上每个网络铜皮线路布线过孔数小于或等于3个，相邻铜皮线路布线间距大于或等于0.3mm。
38.基于本技术的老炼板设计方案，在对fcx458三极管进行功率老炼试验时，只需要按照老炼板所示极性方向将器件放入试验夹具中并通过试验设备施加条件即可实现对fcx458三极管高温老炼试验。
39.本实用新型的老炼板设计方案采用m排n列的测试单元阵列布局，可以同时对1至20个测试器件进行测试，提高了老炼测试能力，满足大批量fcx458三极管在同一试验条件情况下同时进行试验的要求，具有大批量测试能力且满足同一性测试要求。老炼板的基板板材耐温大于或等于170摄氏度，可以实现高温反偏的老炼测试。通过合理设计布线线宽及过孔数目，可以确保老炼板的电气性能满足测试要求，例如电气布线信号线最小线宽为10mil，电流承载0.9a(铜皮厚度70um)，电源vcc，gnd最小线宽为20mil电流承载2.0a(铜皮厚度70um)。每个网络布线过孔不超过3个。相邻布线间距(边缘)不小于0.3mm。
40.本实用新型的老炼板结构设计合理，实际操作简单，运行可靠，同时可以实现1至20个器件之间任意数量器件的可靠的高温老炼试验，大大提高了产品批生产过程中试验效率，尤其可以实现了小批量、大批量、高可靠、操作简单的fcx458三极管高温反偏试验。
41.尽管在此结合各实施例对本实用新型进行了描述，然而，在实施所要求保护的本实用新型过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措
施不能组合起来产生良好的效果。
42.尽管结合具体特征及其实施例对本实用新型进行了描述，显而易见的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本实用新型的示例性说明，且视为已覆盖本实用新型范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。