CN104076264A - 用于测试电子器件的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测试电子器件（10）的设备，所述设备包括：测试头（20），耦接到至少一个不可拆卸地安装的测试插座（8）；定位装置（4），用于将电子器件（10）定位在测试位置；以及导回件（5），装接到该定位装置（4），以支承电子器件（10）并且使电子器件（10）挤压测试插座（8）。根据本发明，用于将温度控制媒送到所述导回件（5）的温度控制系统（16，17）的供给连接端口（11、13、14、15）不可拆卸地安装在所述测试插座（8）附近，当电子器件（10）处于测试位置时，所述导回件（5）的所述温度控制系统（16、17）和所述供给连接端口（11、13、14、15）互相连通，使得所述温度控制媒从所述供给端口（11、13、14、15）流到所述导回件（5）的所述温度控制系统（16，17）。

Description

用于测试电子器件的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分或者权利要求7的前序部分用于测试电子器件的设备和方法。

背景技术

在制造了之后，为了检验电子器件的电功能和/或者读出功能，通常对电子器件进行某种测试。为此，通常将各种电子器件装接到载体。然后，将该载体传送到所谓处理器，并且将其精确定位在该处理器。

测试头装接到处理器。在一个实施例中，以能够同时接触和测试装接的所有电子器件的方式，移动整个载体。但是还有公知的其他实施例，在该实施例中，利用定位装置，单独地或者成组地从载体卸下电子器件，并且使该电子器件与耦接到测试头的一个或者多个测试插座产生接触。通常设计为柱塞的定位装置包括装接到柱塞的所谓导回件（lead-backer）。其内形符合电子器件的外部轮廓，并且在测试时，其支承电子器件。在另一个实施例中，在没有载体的情况下，分别输送和处理电子器件。

由于在定位装置上通常应当仅在规定的温度范围内测试电子器件，所以设置空气传导通路，并且将调节空气送到电子器件。为了在高于环境空气温度的温度范围内进行测试，对电子器件喷射加热空气。将进行测试的预定温度范围称为设定温度。

在加热电子器件的测试中，某些电子器件产生大量热耗散。为了在测试中满足规定的温度范围，在测试中必须显著冷却这些电子器件。

因为该原因，公知通常需要完全改变处理器的原理的冷却装置。利用这些公知的冷却装置，导回件必须连接到软管，该软管必须与定位装置一起连续移动。这些软管必须具有较大的截面，使得大量冷媒可以流过，这样能够保证有效冷却电子器件。

因为这种单元的尺寸，通常只能实现测试单个电子器件或者最多同时测试两个电子器件的装置。由于必须输送软管，所以不能使定位装置的移动非常快。这意味着，只能利用大量装置的并行工作补偿的低容量装备，意味着高投资和高运行成本。

发明内容

本发明基于该目的提供了一种用于测试电子器件的设备和方法，设计该设备和方法，使其能够有效除热，而不限制定位装置平滑移动。同样，不减少或者仅稍许减少能够同时测试的电子器件的数量。

根据本发明，利用包括权利要求1和权利要求7的特征的用于测试电子器件的装置和方法实现该目的。

本发明基于仅在测试时必须供给冷媒，而在输送处于测试位置的电子器件时不必供给冷媒的定论。由于在测试时，电子器件必须由导回件支承并且必须挤压测试插座，所以必须利用导回件进行冷却。因此，根据本发明，用于将温度控制媒送到导回件的温度控制系统的供给连接端口可拆卸地安装在测试插座附近。当电子器件处于测试位置时，导回件的温度控制系统和供给连接端口互相连通，以使温度控制媒从供给连接端口流到导回件的温度控制系统。

定位装置通常包括长度可调柱塞，该长度可调柱塞通常可以绕轴旋转或者直线运动，以放置电子器件，并且使电子器件挤压位于另一个位置的测试插座。柱塞在其自由端设置有至少一个吸杯，以通过真空容纳和保持电子器件。

导回件装接到柱塞的自由端，并且其任务是当电子器件挤压测试插座时来支承电子器件。为了避免破坏电子器件，将导回件的形状准确形成为电子器件的形状。在导回件中设置开口，以包围安装在柱塞上、用于容纳并且保持电子器件的至少一个吸杯。至少一个吸杯也可以是导回件的一部分，并且可以利用真空管连接到柱塞。

根据本发明，不需要对柱塞做任何改变。因此，也不必改变处理器的原理。为了测试耗散大的电子器件，带变更的导回件的成套附件足够了。改变处理器的所谓触头单元保持器也是必要的，而且这样没有问题，因为触头单元保持器被固定并且不必移动触头单元保持器。

必须非常均匀地耗散测试时电子器件产生的热量。定期的条式热耗散无用，因为在电子器件中产生可能破坏其甚或摧毁其的内应力。因此，有利的是，包括分配室的供给连接端口以温度控制媒均匀流过导回件的温度控制系统的方式分配温度控制媒，从而使温度控制媒从通路进入分配室。

在测试之前，通常必须将电子器件加热到确定的设定点，即，所谓设定温度。为此，要将加热空气从柱塞的上述通路传送到导回件的温度控制系统。

至少对于较大的电子器件，在定位装置容纳器件之前，将载体中的器件送到稳定控制室将电子器件加热到设定温度是有益的。

电子器件一处于其测试位置，加热空气就从供给连接端口的分配室流过导回件的温度控制系统。该加热空气是来自柱塞的大流量加热空气。温度控制媒应该既不冷却电子器件，也不对其进一步加热。因此，还应当将温度控制媒调节到设定温度。为此，供给连接端口包括第一温度传感器。利用第一温度传感器的信号，能够以流入分配室内的温度控制媒也处于设定温度的方式，加热或者冷却温度控制媒，也可以改变温度控制媒的成分。

一开始测试电子器件，功耗就加热电子器件。为了测试具有高热耗散的电子器件，利用设定温度的温度控制媒不足以在整个测试中使电子器件保持在设定温度。因此，必须以能够使电子器件保持在设定温度，或者能够尽可能快地将电子器件控制到设定温度的方式降低温度控制媒的温度。

例如，这可以通过预测量实现。在该预测量中，能够测试特定类型的电子器件，并且对温度控制媒的数量或者温度执行时间解析控制，使得电子器件的温度在测试时不升高。在一系列测试中，可以优化对温度控制媒的温度的时间解析控制。这样可以产生仅对一种类型的电子器件有效的精确时间解析控制曲线，而且在测试时，确实能够防止电子器件的温度升高到设定温度以上。

在本发明的优选实施例中，导回件包括第二温度传感器。第二温度传感器利用导回件的温度控制系统的散热片的温度间接检测电子器件的温度，并且在测试时能够连续控制电子器件的温度。这样，能够立即调节温度控制媒的温度。对于这种情况，不需要间接控制温度控制媒的温度和记录每种类型的电子器件的单独控制曲线。

由于设置在导回件上并且与定位装置一起移动的温度传感器测量电子器件的温度，难以为了调节温度控制媒的温度而在第二温度传感器与固定安装单元之间实现电连接。因此，在导回件处以及测试插座附近，设置触头，以当电子器件处于测试位置时，将来自第二温度传感器的温度信号送到设备的固定安装部件。当电子器件处于测试位置并且触头闭合时，这些触头仅在整个测试中传送信号和电功率。但是，定位装置的移动不受电缆或者其他东西的阻碍。在一个接触侧，将触头设计为所述弹簧针，每个弹簧针都具有用于建立保证连接的弹簧触杆。

采用液体温度控制媒总意味着存在密封问题。特别是，如果不存在固定电路，并且仅通过将电子器件压入其测试位置实现闭合电路，则发生泄漏问题。因此，将空气，特别是净化空气用作温度控制媒。如果例如在支持连接端口与导回件之间发生泄漏，则净化空气在处理器的外壳内产生稍许正压并且通过外壳的间隙和凹槽排到环境空气中。根据该特征，能够防止灰尘进入外壳中。

根据本发明的方法，紧邻靠近测试插座的固定安装供给连接端口，定位导回件的馈送开口，使得当电子器件处于测试位置时，将温度控制媒从供给连接端口送到导回件的馈送开口。这样，仅当将电子器件压入其测试位置时，完成导回件与温度控制媒的连接。如果导回件未处于测试位置，则没有管子连接到导回件，这样隐藏了定位装置的运动。然而，在测试时，保证充分冷却电子器件。

可以为温度控制媒提供一种管道，因此，如果电子器件被压入测试位置，则打开并且激活该管道。但是，有利的是，即使没有电子器件位于测试位置，温度控制媒也持续流动。如果净化空气用作温度控制媒，则当没有电子器件位于测试位置时，支持连接端口保持开启。即使在这种状态下，为了实现温度控制媒的预定温度，当导回件支承的电子器件未处于测试位置时，仍由设置在支持连接端口中的第一温度传感器控制温度控制媒的温度。

为了测试电子器件，控制具体预定设定温度，即，所谓设定温度。通常，定位装置中的加热空气将电子器件加热到或者保持在设定温度。为了保持还位于测试位置的电子器件的设定温度，当电子器件未处于测试位置时，利用支持连接端口中的第一温度传感器将温度控制媒的温度调节到预定设定温度。

有利的是，当导回件支承的电子器件位于测试位置时，装接到导回件的第二温度传感器控制温度控制媒的温度。通过将电子器件压入其测试位置，或者通过启动测试，能够起动改变温度控制。改变温度控制的优点在于，通过改变温度控制媒的流量或者温度，能够直接补偿电子器件的温度的漂移。

在本发明的另一个实施例中，当导回件支承的电子器件位于测试位置时，电子器件的温度传感器控制温度控制媒的温度。在该实施例中，不需要在导回件上具有第二温度传感器，并且省略了使第二温度传感器接触设备的固定安装部件的技术设置。否则，不能排除集成在电子器件中的温度传感器是有缺陷的。在这种情况下，不能保持设定温度，并且测试结果可能不切实。

有利的是，以使电子器件的温度适合预定设定温度的方式，调节温度控制媒的流量或者温度控制媒流量和温度。在开始测试时，电子器件的温度通常会升高。如果要尽可能快地将电子器件降低到设定温度，则应当在开始时猛烈将其冷却，例如利用空气冷却到温度为-70℃。这可能意味着，在控制起相应反应之前，将电子器件冷却到设定温度以下。根据该系统的惯性，其能够在较短的时间内设定到设定温度。还以在温度第一次升高后，不发生过调，而在第一次温度升高后，将电子器件均匀冷却到设定温度的方式，调节系统的惯性。

附图说明

根据对实施例的描述，本发明的其他细节和优点显而易见，将参考附图详细描述实施例。

附图示出：

图1是具有测试头和测试器的处理器的示意图；

图2是处理器和测试头的原理图；

图3是卸下测试头的本发明的设备的示意图；

图4是具有在测试的电子器件的设备的一部分的截面图；

图5是没有电子器件的图4所示设备的一部分的平面图；

图6是具有电子器件的导回件的分解图；以及

图7是具有导回件和电子器件的柱塞的截面图。

附图中：

1：处理器；        2：测试头；          3：测试器

4：柱塞；          5：导回件；          6：触头单元保持器

7：定心板；        8：测试插座；        9：负荷板

10：电子器件；    11：空气通路；       12：第一温度传感器

13：空气分配室；  14：进气口；         15：出气口

16：散热片；      17：冷却翅片；       18：空气输送开口

19：吸杯；        20：第二温度传感器； 21：第一触头板

22：第二触头板；  23：加热空气通路；   24：第三温度传感器

25：柱塞弹簧

具体实施方式

在图1中，示出处理器1和相关测试器3的外视图。通过测试头2影响处理器1与测试器3之间的连接。

图2示出处理器1与测试头2之间的偶联。在处理器1中，示出包括柱塞4的定位装置。柱塞4可以在双箭头方向上移动。在柱塞4的一端处，装接导回件5，以保持电子器件10。

触头单元保持器6、定心板7、测试插座8以及负荷板9装接到处理器1。由于这些部件有助于处理器1，所以处理器1与测试器3之间通常因为测试头2与负荷板9之间的偶联而连接。

在图3中，卸下测试头2和负荷板9，并且现在，在处理器1的背面，触头单元保持器6与8个定心板7一起可见。然而，这只是例子，并且在触头单元保持器中，可以设置比8个多或者少的定心板。在更详细的后视图中，能够将定心板和适当测试插座区别开。在处理器1的内部，设置相应数量的柱塞4，使得能够同时测试8个电子器件10。

图4示出与定心板7一起的触头单元保持器6的截面图。柱塞4使导回件5与电子器件10一起挤压该图中未示出的测试插座8，并且导回件5与电子器件10一起位于测试位置。触头单元保持器6设置有空气通路11，用于将空气送到定心板7中的空气分配室13。该空气用作温度控制媒。空气通路11、空气分配室13、进气口14以及出气口15形成供给连接端口。

空气分配室13的进气口14和出气口15布置在不同的水平上。这样，空气分配室13内的空气良好分布并且非常均匀地流过导回件5的温度控制系统，该温度控制系统主要由带冷却翅片17的散热器16形成。

图6中示出导回件5的详细结构。电子器件10通过吸杯19偶联到导回件5。电子器件10延伸接触散热片16的一侧。在散热片16的对置侧，设置大量冷却翅片17，在散热片16之间传递热，并且在冷却翅片17之间传输空气。

空气进入导回件5到达空气输送开口18，并且通过位于对置侧的另一个空气输送开口排出。导回件5的供气开口由空气输送开口18中的一个形成。

图5在俯视图中示出带测试插座8及其未明显标注的测试触头的定心板7和空气通路11。导回件5和电子器件10未处于测试位置，并且因此，在该图中不可视。

在空气通路11中，靠近空气分配室13的进气口14设置第一温度传感器12（请参见图4）。利用该第一温度传感器12，能够确定通过空气通路11供给的空气的温度。如果必须在空气通路11中对空气加热，则要设置该图中未示出的加热线圈。

第二温度传感器20设置在位于其冷却翅片17之间的散热片16处。利用第二温度传感器20，通过散热片16，能够直接确定电子器件的温度。为了将功率送到第二温度传感器20并且为了在可动导回件5与固定安装的触头单元保持器6之间传送温度信号，导回件5设置有第一触头板21，而定心板7设置有第二触头板22。

尽管两个触头板中的一个具有简单触摸面，但是对置触头板设置有弹簧触杆，所谓弹簧针（pogo pin）。仅当导回件5和电子器件（10）处于测试位置时，实现两个触头板之间的电连接，如图4所示。第一触头板21在导回件5处的触头连接到散热片16处的第二温度传感器20。定心板7处的固定安装的第二触头板22的触头连接到调节装置，在该图中未示出。

在图7中，示出了柱塞4和导回件5以及电子器件10的截面图。在柱塞4中，加热空气通路23设置有第三温度传感器24。流过该加热空气通路23的空气通过未示出的导回件5的不可见通路送入由散热片16及其冷却翅片17形成的空间中。这样，能够在空气与冷却翅片17之间传递热量。

在柱塞4中，设置偶联到导回件5的吸杯19的也不可见的真空管。使导回件5和电子器件10处于测试位置能够利用气动方法使柱塞4延伸。利用柱塞弹簧25能够使导回件5从测试位置退出。

下面将参考附图描述本发明的设备和方法。

在处理器1中，设置8个同时操作的柱塞4。在图3中，可以看到具有8个定心板7和相应数量的空气通路11的触头单元保持器6。分立测试插座8安装到这些定心板7中的每个定心板，使得能够同时测试8个电子器件10。

在载体上能够将电子器件10送到处理器1。对于处理器内的许多应用，设置能够将电子器件加热到设定温度的加热室。

如果电子器件10在其触头朝下的情况下保持在载体中，则柱塞4能够直接收纳电子器件10，并且使其压紧测试插座8。在其他情况下，如果电子器件10在其触头朝上的情况下保持在载体中，则必须利用附加取放装置从载体取出电子器件10，并且将电子器件10送到柱塞4上，使得其触头能够压紧测试插座8。

加热空气通过加热空气通路23送到装接到柱塞4的导回件5的冷却翅片17。第三温度传感器24控制该加热空气流，并且将该加热空气流调节到设定温度。该设定温度通常是85oC，但是也可以采用其他设定温度。通过冷却翅片17和散热片16，加热空气将电子器件10加热到设定温度。

加热空气通过空气通路11送到每个定心板7。在此，空气由第一温度传感器12控制，并且还将空气调节到设定温度。加热空气通过进气口14进入空气分配室13，并且通过出气口15，使其作为均匀气流排出。由于测试位置不存在电子器件10，所以加热空气吹过测试插座8，并且将其触头加热到设定温度。

现在，柱塞4使装接的导回件5进入定心板7的容纳开口，以使导回件5支承的电子器件10挤压测试插座8，进入其测试位置。在测试位置，导回件5的空气输送开口18与定心板7的空气分配室13的的出气口15一致。现在，处于设定温度的空气从空气通路11通过空气分配室13流入导回件5的温度控制系统16、17，以致无论是温度控制系统16、17的温度还是电子器件10的温度不发生变化。空气通过空气输送开口18流出导回件5的温度控制系统16、17，并且进入处理器1的外壳中。所导致的外壳中的稍许过压通过小孔和隙缝退出外壳，因此，防止灰尘进入外壳中。

一旦电子器件10处于测试位置，并且其触头挤压测试插座8，就切断第一温度传感器12的空气温度控制。相反，空气温度由直接装接到导回件5的散热片16的第二温度传感器20控制。

在测试电子器件10时，发生热耗散。由于测试要求预定设定温度，所以必须排出测试时产生的热量。为了测试较大电功率的电子器件，如果在设定温度下由空气冷却电子器件，则排出率不够高。

因此，在一将电子器件10加热到高于设定温度的温度后，就必须将通过空气通路11供给的空气的温度调节到设定温度以下。该调节由第二温度传感器20执行，因为其直接装接到散热片16，并且能够非常快地检测电子器件10的温度的升高。

还能够绘制每种电子器件的独立温度曲线，该温度曲线表示空气温度随着测试的时间推移的必然变化。在这种情况下，主要利用第二温度传感器20绘制该曲线。此外，在测试电子器件10时，第二温度传感器20能够执行重要的控制任务，并且如果电子器件10的温度与设定温度不同，则第二温度传感器20能够迅速校正空气温度。如果在电子器件10中设置独立温度传感器，则在测试时可以由另一种方式保持设定温度。在这种情况下，利用测量数据，测试器3能够执行空气温度的调节。

在测试热耗散高的电子器件时，可能发生环境温度的空气不能使电子器件10保持在测试时的设定温度。在这种情况下，可以采用供应-70oC的冷风的冷却器。例如，通过使环境空气与来自冷却器的空气混合，能够实现调节空气温度。

该空气由空气通路11以5巴的压力提供。以这样的方式确定空气分配室13、进气口14和出气口15的尺寸，以致5巴的压力使得每分钟通过导回件5的温度控制系统16、17的流量为30至40升。然而，通过柱塞4的加热空气通路23的空气流是该流量的一小部分。因此，在测试时不必关闭。只要来自空气通路11的空气流影响导回件5的温度控制系统16、17工作，加热空气通路23的空气流就不再起作用。

当测试完成时，具有装接的导回件5的柱塞4使电子器件10从测试插座8退出。电子器件10或者由柱塞4直接地放置在载体上或者再一次通过附加取放装置放置在载体上。该载体可以是从其卸下电子器件的同一个载体，但是也可以采用另一个载体将电子器件10输送到处理器1之外。

因为本发明，对于冷却具有较高电功率的电子器件，不需要装接在导回件上并且必须与柱塞一起移动的软管连接。仅必须在定心板7处固定不可拆卸安装的气源。在测试时，当产生热并且必须排出热时，仅冷却电子器件10。如果将空气用作温度控制媒，则定心板7中的出气口15与导回件5的空气输送开口18之间的少量泄漏无关紧要。因为本发明，在将导回件5移动到定心板7的容纳开口和使电子器件10处于测试位置之前，不将冷却空气送到导回件5的温度控制系统16、17。

还可以将根据本发明的设备用作冷测试处理器。在这种情况下，设定温度低于环境空气的温度。代替在特殊冷却室内预冷却电子器件，而是当电子器件处于测试位置时，利用上述冷却器，将电子器件冷却到设定温度。第二温度传感器20一检测到电子器件处于设定温度，就能够开始测试。根据设定温度，该处理需要一些时间，但是比设置特殊冷却室要廉价得多。

Claims (12)

1.一种用于测试电子器件（10）的设备，所述设备包括：测试头（20），耦接到至少一个不可拆卸地安装的测试插座（8）；定位装置（4），用于将电子器件（10）定位在测试位置；以及导回件（5），装接到定位装置（4），以支承电子器件（10）并且使电子器件（10）挤压测试插座（8），其特征在于，用于将温度控制媒送到所述导回件（5）的温度控制系统（16，17）的供给连接端口（11、13、14、15）不可拆卸地安装在所述测试插座（8）附近，当电子器件（10）处于测试位置时，所述导回件（5）的所述温度控制系统（16、17）和所述供给连接端口（11、13、14、15）互相连通，使得所述温度控制媒从所述供给连接端口（11、13、14、15）流到所述导回件（5）的所述温度控制系统（16，17）。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述供给连接端口（11、13、14、15）包括分配室（13），所述分配室（13）以使所述温度控制媒均匀流过所述导回件（5）的所述温度控制系统（16，17）的方式分配所述温度控制媒，所述温度控制媒从通道（11）进入所述分配室（13）。

3.根据权利要求1至2中的任何一项所述的设备，其中，所述供给连接端口（11、13、14、15）包括第一温度传感器（12）。

4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的设备，其中，所述导回件（5）包括第二温度传感器（20）。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，在所述导回件（5）处和在所述测试插座（8）附近，设置触头（21、22），以当电子器件（10）处于测试位置时，将温度信号从所述第二温度传感器（20）送到所述设备的固定安装部件。

6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的设备，其中，空气用作所述温度控制媒。

7.一种用于测试电子器件（10）的方法，其中，在耦接到测试头（3）的测试插座（8）处，电子器件（10）由定位装置（4）布置在测试位置，并且电子器件（10）由装接到所述定位装置（4）的导回件（5）支承，其特征在于，紧邻靠近所述测试插座（8）的固定安装供给连接端口（11、13、14、15），定位所述导回件（5）的馈送开口（18），使得当电子器件（10）处于测试位置时，将温度控制媒从所述供给连接端口（11、13、14、15）送到所述导回件（5）的所述馈送开口（18）。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述导回件（5）支承的电子器件（10）未处于所述测试位置时，设置在供给连接端口（11、13、14、15）中的第一温度传感器（12）控制所述温度控制媒的温度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，第一温度传感器（12）将所述温度控制媒的温度调节到预定设定温度。

10.根据权利要求7至9中的任何一项所述的方法，其中，当所述导回件（5）支承的电子器件（10）位于所述测试位置时，装接到所述导回件（5）的第二温度传感器（20）控制所述温度控制媒的温度。

11.根据权利要求7至9中的任何一项所述的方法，其中，当所述导回件（5）支承的电子器件（10）位于所述测试位置时，电子器件（10）的温度传感器控制所述温度控制媒的温度。

12.根据权利要求10至11中的任何一项所述的方法，其中，调节所述温度控制媒的流量或者所述温度控制媒的流量和温度。