[发明专利]用于校准温度传感器的装置和方法

说明书

一种校准装置(1)，其具有可密封且热隔离的腔室(10)，该腔室包括插口底座(15)，其具有与插口底座(15)热接触的多个参考样本(18)和用于被测器件DUT(17)的多个样本插口(16)，其中，每个样本插口(16)被布置为邻近并且关联于至少一个参考样本(18)。装置(1)还包括热卡盘(13)和电路板(14)，该电路板被配置成提供到插口底座(15)中的参考样本(18)和样本插口(16)中的DUT(17)的电连接。热卡盘(13)被配置成将插口底座(15)和电路板(14)热化至温度设定点。

本公开内容涉及用于校准传感器的装置和方法。

高精度温度传感器被用于需要高精度监测温度的多种应用中。例如，可靠的体温测量需要小于100mK的精度。为了提供具有如此高的精度的温度传感器，需要一种可靠的校准新制造温度传感器的方法。高精度温度传感器的校准过程通常涉及在高度控制的温度环境中稳定数个小时。

本发明的目的是提供一种用于校准温度传感器的改进的概念。

该目的通过独立权利要求的主题解决。在从属权利要求中定义了改进的概念的实施例和发展。

改进的概念是基于校准装置的想法，该装置的特点是使被测器件DUT快速热化，同时避免温度渐变以获得更准确的校准。为此，通过校准装置来实现改进的概念，该校准装置的特征在于，在待校准的DUT例如CMOS温度传感器与用于校准过程的参考样本之间具有足够小的距离。通过这样的布置，温度传感器的校准过程能够在短时间周期内例如几秒钟内并且以高精度地执行，并且具有高并行度，即同时校准大量传感器例如一次数百个传感器。

尤其地，改进的概念提出了一种校准装置，该校准装置包括可密封且热隔离的腔室，在该腔室中布置有插口底座、电路板和热卡盘。

插口底座包括多个温度参考样本，它们与插口底座热接触。插口底座还包括用于DUT的多个样本插口，其中，每个样本插口被布置为邻近并且关联于至少一个参考样本。在这样的布置中，能够通过N个参考样本来校准每个DUT，其中N是整数，从而使得DUT的数量与参考样本的数量之间的比率为1：N。通常，N为1至4。

电路板被配置成提供到样本插口中的DUT和插口底座中的参考样本的电连接。例如，电连接被配置成提供DUT和参考样本到电源和/或读出电路的连接。热卡盘被布置为与插口底座和电路板热接触，并且被配置成将插口底座和电路板热化至温度设定点。

改进的概念还包括一种用于在这样的校准装置中校准温度传感器的方法。

在根据改进的概念的校准装置的各种实施例中，插口底座包括用于DUT的附加样本插口，其中，所述附加样本插口中的每个附加样本插口被布置为邻近并且关联于至少一个参考样本。

类似于对每个DUT都具有多个参考样本的情况，相反地，可以通过单个参考样本来校准M个数量的DUT，其中M是整数。在这种情况下，样本配置由DUT的数量与参考样本的数量之比M：1来描述。同样，M通常为1至4。

在一些实施例中，将每个参考样本多个DUT的布置与相反的情况相结合，从而使得M：N的比率。例如，能够选择2：2的布置，其中，两个DUT能够分别通过两个参考样本进行校准。

在根据改进的概念的校准装置的各种实施例中，每个样本插口以距相关联的至少一个参考样本小于10mm、尤其是小于5mm的距离进行布置。

此外，在优选的实施例中，每个样本插口以距相关联的至少一个参考样本相同距离进行布置。

参考样本与放置在样本插口中的DUT之间的邻近确保了它们之间的热路径较短，并且因此能够对DUT进行可靠且准确的校准。其基本原理是，由于邻近，每个DUT都会热化至与至少一个相关联的参考样本的温度相同的温度。因此，这种结构还补偿了由于在校准装置上可能的温度渐变以及与热卡盘的设定点相比的偏移而引起的校准误差。