TWI840063B - 射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統及其方法 - Google Patents
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Abstract
一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統，用以供射頻裝置執行溫度相關可靠度試驗，射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統包含溫控腔室、至少一溫度感測器及控制單元。控制單元包含處理器及儲存媒體，其中儲存媒體提供溫度相關可靠度試驗程序。於進入溫度相關可靠度試驗前的調試期間，控制單元基於溫度相關可靠度試驗程序用以讀取及評估調試溫度，其中調試溫度是由溫度感測器感測而得；並依據調試溫度調整射頻裝置的至少一電性參數，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件的電性參數。藉此，有利於溫度相關可靠度試驗中保護射頻裝置。
Description
本揭示內容是有關於一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統及其方法，且特別是有關於進入溫度相關可靠度試驗前的調試期間調整射頻裝置參數的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統及其方法。
隨著科技的進步以及無線通信產品的普及，人們對於射頻(Radio Frequency，RF)裝置的要求日益提高，遂而射頻裝置的可靠度試驗也日益嚴苛。
在眾多射頻裝置的溫度相關可靠度試驗中，舉例而言，高溫工作壽命試驗(High Temperature Operating Life Test，HTOL)目的為通過高溫環境使射頻裝置、模組或元件加速老化來評估失效率，通常是讓射頻裝置以最大操作功率運作在最高環境溫度，但不能超過射頻裝置的元件設計極限而毀損。試驗過程中除需盡可能維持整個環境的一致性，同時需完整監控射頻裝置(即試驗中的待測件、待測樣品)狀態，特別是工作溫度。
再者，在正式進入高溫工作壽命試驗前，需要預定義各項參數，如烤箱溫度，射頻裝置運行參數(例如射頻功率、頻段、發射或接收模式等)。然而，現有技術中的調試過程僅能以過去經驗預設數組參數，紀錄每一實驗組數據，再取其中最佳，故現有技術具有每一組實驗與搜集資料過程漫長(例如至少需六至八小時)，且預先設定的參數有可能不是最佳組合的缺點。
根據上述，如何改良射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統及其方法，以降低試驗所需總時間及人力確認資源，以有效地達成試驗目的，遂成為當今關注的重要議題。
本揭示內容提供一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統及其方法，通過調試期間依據調試溫度調整射頻裝置的至少一電性參數，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件的電性參數，有利於溫度相關可靠度試驗中保護射頻裝置並有效地達成試驗目的。
依據本揭示內容一實施方式提供一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統，用以供射頻裝置執行溫度相關可靠度試驗，射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統包含溫控腔室、至少一溫度感測器及控制單元。溫控腔室用以容置射頻裝置。溫度感測器設置於溫控腔室的內部。控制單元包含處理器及儲存媒體，其中儲存媒體提供溫度相關可靠度試驗程序，控制單元用以通信連接溫控腔室、溫度感測器及射頻裝置中各個。於進入溫度相關可靠度試驗前的調試期間，控制單元基於溫度相關可靠度試驗程序用以讀取及評估調試溫度，其中調試溫度是由溫度感測器感測而得；並用以依據調試溫度調整射頻裝置的至少一電性參數，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件的電性參數。
依據本揭示內容另一實施方式提供一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法，用以供容置於溫控腔室的內部的射頻裝置執行溫度相關可靠度試驗，射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法包含射頻裝置配置步驟、啟動步驟、調試溫度評估步驟、裝置調試調整步驟及試驗步驟。射頻裝置配置步驟包含將射頻裝置配置於溫控腔室的內部。啟動步驟包含啟動溫控腔室及射頻裝置。調試溫度評估步驟包含讀取及評估調試溫度，其中調試溫度是由溫控腔室的內部的溫度感測器感測而得。裝置調試調整步驟包含依據調試溫度調整射頻裝置的至少一電性參數，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件的電性參數。試驗步驟包含進入溫度相關可靠度試驗。
第1圖繪示本揭示內容第一實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統100的方塊圖，第2圖繪示第1圖中第一實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統100的使用狀態示意圖。請參照第1圖及第2圖，射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統100用以供一個或多個射頻裝置300執行溫度相關可靠度試驗，射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統100包含溫控腔室(Chamber)110、至少一溫度感測器(具體上可為溫度感測器114、120中至少一個)及控制單元130。具體而言，射頻裝置300可為射頻元件、射頻模組、射頻使用者設備(User Equipment)、存取點(Access Point)、基地台等，且不以此為限。
溫控腔室110的內部112用以容置射頻裝置300，射頻裝置300具體上可設置於溫控腔室110的內部112的載板400上，溫度感測器114、120設置於溫控腔室110的內部112。控制單元130包含處理器133及儲存媒體134，其中儲存媒體134提供溫度相關可靠度試驗程序135，控制單元130用以通信連接溫控腔室110、溫度感測器114、120及射頻裝置300中各個。具體而言，溫控腔室110為可程序溫控腔室，控制單元130可為電腦，儲存媒體134為非暫時性電腦可讀取儲存媒體。
於進入溫度相關可靠度試驗前的調試期間(階段)，控制單元130基於溫度相關可靠度試驗程序135用以讀取及評估調試溫度，其中調試溫度是由溫度感測器114、120中至少一個感測而得，特別是由溫度感測器120感測而得；並用以依據調試溫度調整射頻裝置300的至少一電性參數，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件(即溫度要求)的電性參數，例如高溫工作壽命試驗的溫度條件是85℃，並於85℃執行1000小時。藉此，利用射頻裝置300中元件功率、耗電流等電性參數與溫度成正比率的關係，於溫度相關可靠度試驗中保護射頻裝置300，使其免於溫度過高或過低引起的裝置毀損。
第3圖繪示本揭示內容第二實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200的流程圖，請參照第1圖至第3圖，並以第一實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統100輔助說明第二實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200，射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200用以供容置於溫控腔室110的內部112的射頻裝置300執行溫度相關可靠度試驗，射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200包含射頻裝置配置步驟210、啟動步驟220、調試步驟230及試驗步驟240，其中調試步驟230包含調試溫度評估步驟233、步驟234、裝置調試調整步驟235及腔室調試調整步驟236。
射頻裝置配置步驟210包含將射頻裝置300配置於溫控腔室110的內部112，啟動步驟220包含啟動溫控
腔室110及射頻裝置300，調試步驟230用以執行正式進入試驗步驟240之前的各項參數設定的自動調試，試驗步驟240即進入溫度相關可靠度試驗。
調試步驟230包含調試溫度評估步驟233、步驟234、裝置調試調整步驟235及腔室調試調整步驟236。調試溫度評估步驟233包含讀取及評估調試溫度，其中調試溫度是由溫度感測器114、120中至少一個感測而得。當步驟234中判斷調試溫度滿足其溫度條件時，則執行試驗步驟240中的試驗起始步驟241；當步驟234中判斷調試溫度不滿足其溫度條件時，可執行裝置調試調整步驟235。裝置調試調整步驟235包含依據調試溫度調整射頻裝置300的電性參數，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件的電性參數。藉此，通過溫度相關可靠度試驗程序135，有利於由電流等電性參數及射頻裝置300表面溫度(Junction Temperature)的參數回饋，於調試步驟230中自動及動態調節射頻裝置300的功率等電性參數，使其表面溫度穩定保持在區間內，不超過設計極限且能達到試驗的目的。
以高溫工作壽命試驗舉例而言，在進入正式的試驗步驟240之前的調試步驟230中，需要預定義各項參數，如溫控腔室110的溫度、射頻裝置300運行參數(例如射頻功率、頻段、發射或接收模式等)，依據本揭示內容的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200有助於調試步驟230中降低資料搜集時間，並有效地找到各項參數的最佳組合，
以快速地進入試驗步驟240。再者，本揭示內容利用監控射頻裝置300的電性特性等狀態並自動調整其功率，使其受測時的溫度趨近但不高過射頻裝置300設計規格。此外，以本揭示內容全自動化替代及縮短人工反覆調整試驗參數的過程，約可減少60%前置作業時間(即調試期間)，高溫工作壽命試驗時應用此一方案，亦能達到保護待測樣品的作用。
詳細而言，請參照第1圖至第3圖，並以第一實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統100及第二實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200互相輔助說明，溫度相關可靠度試驗可為高溫工作壽命試驗，溫控腔室110可為烤箱，電性參數可為發射功率。藉此，在高溫工作壽命試驗的調試步驟230與試驗步驟240中，射頻裝置300的電性參數等狀態以及溫度都受到具有溫度相關可靠度試驗程序135的控制單元130持續地監控，針對偶發或大量射頻裝置300過熱，即啟動保護機制，或遇試驗強度不足時，也可自動及動態調控射頻裝置300的發射功率或環境溫度以達到試驗的目的。
請參照第2圖，溫度感測器114為安裝於溫控腔室110的腔體(腔壁)111並暴露於內部112，且溫度感測器114可為溫控腔室110所本有。溫度感測器120為與腔體111分離且用以接觸射頻裝置300，例如溫度感測器120設置於射頻裝置300的表面。藉此，舉例而言，高溫工作壽命試驗中的正式試驗步驟240一般是將環境溫度設
定在85℃執行1000小時，但有時因射頻裝置300特性不同，為達到試驗目的，須先做過模擬或小量試驗(即調試階段)，再決定環境溫度，以確保射頻裝置300由溫度感測器120所感測的實際工作時表面溫度不超出元件設計規格。依據本揭示內容的其他實施例中，溫度感測器可為安裝於溫控腔室的腔體，或是溫度感測器可為與腔體分離且用以接觸射頻裝置。
請參照第1圖及第2圖，具體而言，控制單元130及溫控腔室110之間以溫控腔室控制介面(例如烤箱控制介面，Oven Control Interface)通過腔室線束141互相有線地通信連接，控制單元130及溫度感測器120之間通過感測器線束142互相有線地通信連接，控制單元130及射頻裝置300之間通過裝置線束143互相有線地通信連接，且控制單元130及射頻裝置300之間的通信介面可為MIPI(移動行業處理器接口)、串列介面(Serial Interface)、SPI(序列周邊介面)等，但不以此為限。
請參照第1圖至第3圖，射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200可更包含預熱或預冷步驟222及步驟224。當步驟224中判斷預熱或預冷溫度滿足其溫度條件時，則執行調試步驟230中的調試溫度評估步驟233；當步驟224中判斷預熱或預冷溫度不滿足其溫度條件時，則返回預熱或預冷步驟222。
當步驟234中判斷調試溫度不滿足其溫度條件時，可執行腔室調試調整步驟236。腔室調試調整步驟236包
含依據調試溫度調整溫控腔室110的加熱強度或冷卻強度，以決定滿足溫度相關可靠度試驗的溫度條件的加熱強度或該冷卻強度。藉此，同時搭配裝置調試調整步驟235與腔室調試調整步驟236，有助縮短人工調整試驗參數的時間，不需反覆升降溫以便隨時查看調試結果。
射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法200的試驗步驟240可更包含試驗起始步驟241、步驟248及試驗結束步驟249。在試驗起始步驟241之後，正式進入溫度相關可靠度試驗。當步驟248中判斷試驗滿足其結束條件時，例如高溫工作壽命試驗已於溫度感測器114或120感測而得的試驗溫度85℃執行1000小時，則執行試驗結束步驟249。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統
110:溫控腔室
111:腔體
112:內部
114,120:溫度感測器
130:控制單元
133:處理器
134:儲存媒體
135:溫度相關可靠度試驗程序
141:腔室線束
142:感測器線束
143:裝置線束
200:射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法
210:射頻裝置配置步驟
220:啟動步驟
222:預熱或預冷步驟
224,234,248:步驟
230:調試步驟
233:調試溫度評估步驟
235:裝置調試調整步驟
236:腔室調試調整步驟
240:試驗步驟
241:試驗起始步驟
249:試驗結束步驟
300:射頻裝置
400:載板
第1圖繪示本揭示內容第一實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統的方塊圖；
第2圖繪示第1圖中第一實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統的使用狀態示意圖；以及
第3圖繪示本揭示內容第二實施例的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法的流程圖。
100:射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統
110:溫控腔室
114,120:溫度感測器
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134:儲存媒體
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141:腔室線束
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143:裝置線束
300:射頻裝置
Claims (7)
- 一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統，用以供一射頻裝置執行一溫度相關可靠度試驗，該射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統包含：一溫控腔室，用以容置該射頻裝置；至少一溫度感測器，設置於該溫控腔室的內部；以及一控制單元，包含一處理器及一儲存媒體，其中該儲存媒體提供一溫度相關可靠度試驗程序，該控制單元用以通信連接該溫控腔室、該溫度感測器及該射頻裝置中各個；其中，於進入該溫度相關可靠度試驗前的一調試期間，該控制單元基於該溫度相關可靠度試驗程序用以：讀取及評估一調試溫度，其中該調試溫度是由該溫度感測器感測而得；以及依據該調試溫度調整該射頻裝置的至少一電性參數，以決定滿足該溫度相關可靠度試驗的一溫度條件的該電性參數。
- 如請求項1所述的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統，其中該溫度相關可靠度試驗為一高溫工作壽命試驗，該溫控腔室為一烤箱，該電性參數為一發射功率。
- 如請求項1所述的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統，其中該至少一溫度感測器為安裝於該溫控腔室的一腔體，或是該至少一溫度感測器為與該腔體分離且用 以接觸該射頻裝置。
- 如請求項1所述的射頻裝置溫度相關可靠度試驗系統，其中於進入該溫度相關可靠度試驗前的該調試期間，該控制單元基於該溫度相關可靠度試驗程序更用以：依據該調試溫度調整該溫控腔室的一加熱強度或一冷卻強度，以決定滿足該溫度相關可靠度試驗的該溫度條件的該加熱強度或該冷卻強度。
- 一種射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法，用以供容置於一溫控腔室的內部的一射頻裝置執行一溫度相關可靠度試驗，該射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法包含：一射頻裝置配置步驟，包含將該射頻裝置配置於該溫控腔室的內部；一啟動步驟，包含啟動該溫控腔室及該射頻裝置；一調試溫度評估步驟，包含讀取及評估一調試溫度，其中該調試溫度是由該溫控腔室的內部的一溫度感測器感測而得；判斷該調試溫度是否滿足一溫度條件；一裝置調試調整步驟，包含當判斷該調試溫度不滿足該溫度條件時，依據該調試溫度調整該射頻裝置的至少一電性參數，以決定滿足該溫度相關可靠度試驗的該溫度條件 的該電性參數；以及一試驗步驟，包含進入該溫度相關可靠度試驗。
- 如請求項5所述的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法，其中該溫度相關可靠度試驗為一高溫工作壽命試驗，該溫控腔室為一烤箱，該電性參數為一發射功率。
- 如請求項5所述的射頻裝置溫度相關可靠度試驗方法，更包含：一腔室調試調整步驟，包含依據該調試溫度調整該溫控腔室的一加熱強度或一冷卻強度，以決定滿足該溫度相關可靠度試驗的該溫度條件的該加熱強度或該冷卻強度。
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