[发明专利]一种氮氧传感器芯片老化测试装置及老化测试方法

说明书

技术领域

本发明属于芯片测试技术领域，更具体地，涉及一种氮氧传感器芯片老化测试装置及老化测试方法。

背景技术

随着世界工业化进程的不断加速，全球汽车保有量持续快速增长，汽车尾气排放已成为主要的大气污染物，由此造成的环境问题日益突出，对环境和人类健康造成极大的威胁。目前，汽车发动机后处理系统通常选用氮氧传感器来测量尾气中氮氧化物的浓度，根据此浓度值采取相应的措施，降低氮氧化物的排放，以符合国家标准。

为了确保氮氧传感器芯片的使用寿命，在氮氧传感器芯片出厂前会对其进行加压老化测试，以筛除有缺陷的芯片。目前国内尚未实现氮氧传感器芯片的稳定量产，对于氮氧传感器芯片的老化测试也处于空白状态。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种氮氧传感器芯片老化测试装置，其目的在于通过对氮氧传感器芯片的加热电极循环加压，反复加热芯片，使得加热电极有缺陷的芯片在加热过程中断裂，由此实现老化，达到淘汰不良品的目的。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种氮氧传感器芯片老化测试装置，包括通讯模块、控制模块、信号分析模块、老化电源和采样电阻；

其中，通讯模块用于实现控制模块与外部工控机之间的数据通讯，其数据端作为与该工控机进行数据交互的数据收发端口；控制模块的第一输入端连接通讯模块的第一输出端，控制模块的第二输入端连接信号分析模块的输出端；控制模块的第一输出端连接通讯模块的控制端；

信号分析模块的输入端连接采样电阻，用于根据采样电阻两端的电压获取待测氮氧传感器芯片加热电极上流过的加热电流，并反馈给控制模块，由控制模块辨识相应的加热电极是否断裂；老化电源的控制端连接控制模块的第二输出端，用于根据控制模块提供的控制信号调整输出的老化电压；采样电阻的一端连接老化电源的输出正端，另一端连接待测氮氧传感器芯片的加热正极，待测氮氧传感器芯片的加热负极连接老化电源的输出负端；由此，老化电源、采样电阻与氮氧传感器芯片构成加热回路；

采用该老化测试装置，通过将老化电压加载在芯片加热电极上，实现对待测氮氧传感器芯片的电极加热老化，以淘汰经老化测试筛选出的不良品。

控制模块用于根据老化目标电压数据输出控制信号，控制老化电源输出的老化电压；并根据信号分析模块反馈的加热电流判断待测氮氧传感器芯片的加热电极在老化过程中是否被烧断。

优选的，上述氮氧传感器芯片老化测试装置还包括具有弹性接线柱的芯片夹具；由于待测氮氧传感器芯片电极位于平面上，外电路无法采用便捷有效的方式与待测氮氧传感器芯片的电极可靠连接；采用芯片夹具，将电缆线连接在芯片夹具的弹性接线柱上，进而实现老化电源与待测氮氧传感器芯片电极的可靠电连接；老化电压经由夹具的弹性接线柱加载在芯片的电极上，实现对待测氮氧传感器芯片的电极加热老化的目的。

优选的，所述芯片夹具包括至少一对弹性接线柱；其中一个弹性接线与老化电源正极连接，另一个则与老化电源负极连接；具备多对弹性接线柱，可同时对多个芯片进行老化测试。

优选的，通讯模块包括数据处理单元，用于为通讯数据添加校验位，以避免通讯数据在传输过程受到干扰，导致加压错误而损坏待测氮氧传感器芯片。

优选的，老化电源为可调开关电源，老化电源的输出电压根据控制模块的控制信号调节；而控制模块根据预设的目标电压提供控制信号。

优选的，采样电阻的阻值为0.1欧姆～0.5欧姆，其串联入加热回路中的作用在于：通过采集采样电阻两端电压以获取待测氮氧传感器芯片加热电极上的电流，阻值过大会影响芯片加热的效果，阻值过小则会影响电流的测量精度。

根据本发明的另一方面，提供一种对氮氧传感器芯片进行老化测试的方法，基于上述老化测试装置，将老化电压采用渐进的方式逐步升高至老化目标电压并在一段时间内循环加压，具体如下：

(1)0～第30秒：稳定加载初始老化电压，以在待测氮氧传感器芯片的加热电极上形成较低的老化温度，预热待测氮氧传感器芯片；

(2)第30秒～第90秒：均匀升压，每t秒升压一次,每次升压量为S/N，在第90秒达到老化目标电压；其中，S为老化目标电压减去初始老化电压获得的值；N为本步骤60秒内老化电压升压次数；t为60/N；

(3)第90秒～第240秒：将老化电压稳定在老化目标电压，持续老化；

(4)第240秒～第360秒：老化电压为0V；