浅谈B4 封装三极管寿命试验台的设计

孙佳良

（中国振华集团永光电子有限公司，贵州 贵阳550018）

1 概述

半导体产品生产试验过程中，器件的寿命试验是质量考核中的一项重要内容。本文是针对B4 型封装三极管的寿命试验工作原理及模拟其工作状态设备线路设计的简单解析。器件的试验过程为常温环境下进行，所加试验条件为高精度恒流稳压试验条件，这样要求恒流源及稳压源要具有较高的精度和可靠性，才能使器件在连续1000 小时以上的试验时间内正常工作。

2 设备机柜的设计

2.1 设备面板功能的设计。为实现B4 型封装三极管的寿命试验要求，其设备面板功能应包括以下方面内容：（1）IC电流数字显示表头。（2）VCE电压数字显示表头。（3）IC调节部分。（4）VCE调节部分。（5）工位检测转换部分。（6）N/P 型转换部分。

2.2 设备整体机柜的设计。（1）外部结构的设计。由于B4 型三极管的封装外形结构特点，为此，设备机柜器件安装应采用平台式，以方便器件的安装及拆卸。机柜的前面板部分设计为各试验区的各项参数的数字表头显示、工位检测转换开关、N/P型转换部分和强电控制开关；中间平台部分为试验夹具部分。为考虑设备的整体散热效果，机柜的左、右两侧盖板加开条形通风孔，并可拆卸。机柜的后面板为开两扇对开门，以方便维修使用。机柜的底部安装四个大脚轮，便于设备的整体移动。（2）内部结构的设计。机柜的下半部分安装功率变压器、控制变压器，中间隔板安装各工位限流功率电阻、肖振电路及恒流控制等部件。机柜的中间隔板安装为四组试验恒流稳压电源，供两路独立试验单元进行寿命试验使用。机柜的上面水平面板上设计为两路，每路为45 只夹具座，供试验老化器件安装使用。夹具上方为控制面板，用于安装设备各控制按钮、转换开关以及电流、电压参数显示数字表头。

3 控制电路的设计

3.1 主机部分。由控制变压器供给各恒流源控制电路电源，由功率变压器、各工位控制回路、电流表、工位转换开关组成，整机共两组恒流源和两组稳压源，一共有两个独立试验区。

图1

3.2 电源功率及试验工位。每路恒流源电压输出最高为100V，电流输出最大为5A，每路稳压源电压输出最高为100V，电流输出最大为5A，每组电源对应一块夹具板，每块夹具板为48 个工位，共96 个工位，能同时满足两组45 只不同试验条件的器件进行试验要求。

3.3 设备面板功能设计。该设备面板设计有IC 电流显示，VCE 电压显示，还有IC/VCE 调节旋钮，以及N/P 型器件选择开关，管位检测按钮。具有操作方便，设计简洁等优点。

3.4 控制电源部分设计。控制电源电路由交流控制变压器输出的6组抽头分别供给集成稳压器CW7805/CW1815/CW7915，输出为＋5V 和±15V，分别供给检测数字面板表头和集成电路的工作电压。

3.5 主回路电路设计。由于半导体产品生产试验标准要求，B4 型封装三极管器件在寿命试验中电路设计为共基极线路，因此该设备主回路电路设计为共基极老化电路，保证B4 型封装三极管的寿命试验符合试验标准要求，所加试验条件为高精度恒流稳压条件，且恒流源及稳压源具有较高的精度和可靠性。

3.6 整机规格尺寸。设备体积：L1000×W780×H1200（mm）；设备重量：100Kg；设备功率：1.5KW。

3.7 试验区域。试验区域是用于试验器件的安装，整机有两块夹具板，共96 个试验工位。

安装时要注意器件的引脚排列。

3.8 主回路原理图的设计。（1）强电开关具有断电保护功能，当试验过程因各种原因发生断电后自动断电，在电源恢复后设备不会开机，只有当试验员发现并将所加试验条件全部降为零位时，重新开机试验，以防止被试验器件受到冲击而损害。（2）主回路分为恒流控制单元（如图1 所示）。

3.9 工位检测电路。该设备各试验区具有独立恒流IC电流、VCE电压显示，用于进行各工位被试器件的试验参数检测和试验过程监视。

4 达到的技术效果

4.1 试验范围。满足B4 封装三极管进行寿命试验要求。

4.2 技术参数。（1）单工位试验电流：0～100mA（连续可调）。（2）单工位试验电压：0～100V（负载为独立恒流工作方式）。（3）精度：电流精度：≤±1%，电压精度：≤±1%。

4.3 试验容量。每块板2 个工位，共有96 工位，满足试验抽样使用要求。

5 材料的选择

在设备的设计研制过程中，笔者查阅了大量的资料，对元器件的相关知识得以深入的了解，对线路应用技术得以灵活应用是设计好该设备恒流稳压源的前提。对元器件的透彻了解和应用，才能更好的解决制造、调试过程中出现的各种异常现象。在设计的最初，各个元器件的选择非常重要。例如：恒流调整管的选择，采用高可靠金属封装3DK109 来实现，可靠性较高。

6 结论

在设计和实际制造过程中，每一个小小的失误都有可能引起设备在通电调试过程中出现各种异常现象，设计者要对原理、功能、各元器件的性能参数使用都要有一定水平的应用基础。否则设备在制造调试过程将会出现各种无法意料的现象，使得设备难以顺利进行，乃至无法进行，以失败而告终。

该设备从最初电路图的设计、材料清单计划、元器件的选择，还有机柜结构的设计加工都十分成功。为考虑设备工作过程中的散热问题，主回路变压器、调压器等发热器件的位置摆放也十分关键，在线路连接及调试过程中出现的各种各样现象，笔者充分应用线路知识，通过元器件或线路消除制造过程中的各种问题，从而制造出精确、测试精度较高、满足试验要求的试验台。

笔者在设计、制造、调试全过程中，在原器件的选购、安装、测试及制造过程都本着严谨、科学的态度，精益求精的精神，认真的分析其中的不足，分析其中的问题所在，这样才使该设备得以设计更合理。