CN106249124A - 使用接口构件测试待测器件的模块化测量设备 - Google Patents

Abstract

提供了使用接口构件测试待测器件的模块化测量设备。测量设备(100)与测试器械(1150)协同配合，用于容纳并电接触要测试的待测器件(150)，所述测量设备(100)包括机壳(102)，所述机壳包括第一接口构件(104)，当所述测试器械(1150)被连接到所述机壳(102)的测试插头(106)时，所述第一接口构件可电耦合到所述测试器械(1150)，及可调换式连接器(108)，所述可调换式连接器被配置为与所述机壳(102)可调换地装配，包括第二接口构件(110)，当位于所述连接器(108)的待测器件容座(112)时，所述第二接口构件可电耦合到待测器件(150)，其中，所述第一接口构件(104)和所述第二接口构件(110)被配置用于在将所述连接器(108)与所述机壳(102)装配后，建立从所述待测器件容座(112)到所述测试插头(106)的导电连接。

Description

使用接口构件测试待测器件的模块化测量设备

技术领域

多个实施例总体上涉及用于容纳及电接触待测器件的测量设备，用于测试待测器件的测试装置，用于测量设备的接口组件，及使用方法。

背景技术

在完成半导体芯片或这种半导体芯片的封装的制造后，常常相关于其性能测试这种产品。为此，提供了一种测试装置，由测量设备和测试器械组成，在其中作为待测器件(DUT)来测试这种产品。

但这种测试所需的技术工作量相当大。而且，测试不同类型的DUT仍是麻烦的。

发明内容

需要一种具有高度灵活性和合理工作量的用于测试待测器件的系统。

根据示例性实施例，提供了一种测量设备(具体而言是测量头)，与测试器械(具体而言是测量底座)协同配合，用于容纳并电接触要测试的待测器件，其中，所述测量设备包括机壳，所述机壳包括第一接口构件，当被连接到机壳的测试插头时可电耦合到测试器械，及可调换式连接器，被配置为与机壳可调换地装配，包括第二接口构件，当测试器械位于连接器的待测器件容座时可电耦合到待测器件，其中，第一接口构件和第二接口构件被配置用于在将连接器与机壳装配后，建立从待测器件容座到测试插头的导电连接。

根据另一个示例性实施例，提供了一种测量设备，与测试器械协同配合，用于容纳并电接触要测试的待测器件，其中，所述测量设备包括机壳和多个可调换式连接器，每一个可调换式连接器都被配置为与机壳可调换地装配，每一个可调换式连接器都被配置用于可电耦合到不同类型的待测器件。可任选地，机壳和多个可调换式连接器的每一个都被配置用于将多个连接器的相应一个与机壳装配后，建立从相应的待测器件容座到测试插头的导电连接。

根据再另一个示例性实施例，提供了一种用于测试待测器件的测试装置，其中，测试装置包括测量设备，具有用于容纳并电接触要测试的待测器件的上述特征，及测试器械，测量设备与测试器械可装配或装配(具体而言，测量设备可安装或安装在其上)，被配置用于将待测器件提供(或馈送或输送)到连接器，用于经由机壳将测试信号(例如电测试信号)施加到待测器件，及用于经由机壳从待测器件接收对测试信号的响应信号(例如电响应信号)。

根据再另一个示例性实施例，提供了一种接口组件，用于与测试器械协同配合以容纳并电接触要测试的待测器件的测量设备，其中，接口组件包括第一接口构件，用于测量设备的机壳，并包括电绝缘第一承载器结构和一个或多个导电第一插针，第一插针延伸通过第一承载器结构的至少一部分，及第二接口构件，用于要与机壳装配的测量设备的连接器，并包括电绝缘第二承载器结构和一个或多个导电第二插针，第二插针延伸通过第二承载器结构的至少一部分，其中，第一接口构件与第二接口构件被配置用于在将连接器与机壳装配后，在一个或多个第一插针与一个或多个第二插针之间建立导电连接，其中，第一接口构件和第二接口构件中的至少一个被配置为经受住高温条件下高电流电测试信号的施加。

根据再另一个示例性实施例，提供了一种使用具有上述特征的测量设备、具有上述特征的接口组件、或具有上述特征的测试装置的、用于测试作为待测器件的功率封装件的方法，具体而言，功率封装件包括至少一个功率半导体芯片(例如具有一个或多个绝缘栅双极型晶体管，IGBT)。

根据再另一个示例性实施例，提供了一种使用具有上述特征的测量设备、具有上述特征的接口组件、或具有上述特征的测试装置的方法，其中，所述方法包括将高电流电测试信号，具体而言，至少4安培的电流，施加到待测器件，和/或将待测器件加热到高于环境温度的温度，具体而言，高于100℃的温度。

示例性实施例的优点在于连接器可以选择性地与机壳装配或拆卸，以使得可以灵活地将连接器与另一个连接器调换，从而使用同一个机壳与多个不同类型的连接器。这允许在结合测试装置使用测量设备时，减少了用于存储测试不同类型待测器件和/或执行待测器件的不同类型测试的设备所需的储存空间方面的工作。而且，这个模块化测试系统的提供允许更有效地将材料资源用于测试系统，因为不必为每一类DUT和每一类测试提供完全单独的测量设备。有利地，在机壳和连接器使用协同配合的接口构件，可以实现连接器的用户友好地快速可调换性，其确保了从布置在连接器的待测器件容座的待测器件的一个或多个端子，经由在待测器件容座的一个或多个端子，经由在待测器件容座与第二接口构件之间的导电连接，从第二接口构件直接到第一接口构件，及经由在第一接口构件与测试插头之间的导电连接的可靠且连续的导电耦合路径。

在机壳和连接器的两个可插拔协同配合接口构件的接口组件的概念允许快速且可靠地建立电连接。相应的导电路径即使在严酷条件下也可以鲁棒地工作，尤其是即使在测试过程中出现的高温和高电流值存在时，也可以可靠地维持。有利地，从DUT到测试插头的这个电连接可以与连接器和机壳的装配同时建立，无需额外的用户活动或过程。因而，可以协同地组合操作中的安全性和高用户便利性。

进一步示例性实施例的说明

在下文中，将解释测量设备、测试装置、接口组件和方法的进一步的示例性实施例。

在本申请的环境中，术语“待测器件”(DUT)可以特别地表示电子组件，例如在制造后应相关于其所希望的功能进行测试的半导体封装。具体而言，待测器件可以是被配置为功率半导体的电子部件，具体而言，用于汽车应用。这种被侧器件会需要在宽温度范围上的电气测试，包括高温和/或包括高电压和/或高电流电测试信号的施加。

在本申请的环境中，术语“高电流电测试信号”可以特别地表示具有大于1安培电流值的电测试信号，具体而言至少4安培，更具体地，至少10安培。

在本申请的环境中，术语“高温条件”可以特别地表示在测试过程中高于环境温度的温度的存在，其可以通过加热来获得。这个高温可以是高于80℃的温度，具体而言，高于140℃。这种测试温度需要用于特定测试，例如用以确保待测器件与例如汽车应用的特定应用的要求的兼容性。

在实施例中，机壳和连接器被配置用于通过将连接器连接到机壳并致动机壳的致动机构来装配，其在第一接口构件与第二接口构件之间同时建立了导电连接。这是非常简单的过程，甚至可以由不具有专业技术的用户来执行。连接器与机壳的内部结构可以是使得仅仅是用户的致动机构的致动就完成在机壳与连接器之间的装配过程。

在实施例中，致动机构包括杠杆机构。用户致动杠杆的简单且直观的过程足以将连接器安装到机壳。

在实施例中，杠杆机构包括可由用户绕轴旋转的杠杆、倾斜元件和运动转换机构，用于将杠杆的绕轴旋转运动转换为倾斜元件的纵向运动，其中，连接器包括沿倾斜元件运动的突起，从而在绕轴旋转杠杆后将连接器锁定到机壳(通过朝向机壳抬高连接器)。在这个结构中，用户仅需绕轴旋转杠杆以装配机壳和连接器。这会触发运动转换机构(例如具有与副齿轮协同配合的齿轮的联杆)，将(杆和刚性耦合到杆的齿轮的)旋转运动转换为(副齿轮)纵向运动。这个纵向运动又会纵向移动倾斜元件(例如与副齿轮刚性耦合的斜楔)，从而迫使连接器的突起由倾斜元件推动并沿倾斜元件向上运动。这又向上移动连接器，从而在连接连接器与机壳的同时在协同配合的接口构件之间建立接合。这个机构是故障鲁棒的且用户易于操作。

在实施例中，致动机构被配置用于通过在致动后朝向机壳抬高连接器而在第一接口构件与第二接口构件之间建立导电连接。因而，为了建立在协同配合的接口构件之间的电连接和在机壳与连接器之间的机械连接仅需执行一个过程。

在实施例中，致动机构被配置为使得在装配了机壳与连接器之后的致动机构的位置，致动禁止元件禁止致动机构的进一步致动，除非致动禁止元件又被用户禁用。这个致动禁止元件充当安全机构，针对致动机构的无意反致动导致的不希望出现的连接器与机壳的拆卸(具体而言，在测试执行过程中)。在测量设备的装配(优选地不是拆卸)状况下，致动禁止元件可以禁止致动机构的进一步致动，以使得用户在能够从机壳拆卸连接器之前，必须有意地克服或停用致动禁止元件的功能。这额外地改进了测量设备的操作安全性，因为它防止了在测试装置的操作过程中不希望出现的拆卸。

在实施例中，连接器包括突起，被配置用于可通过致动致动机构而移动，从而将连接器装配到机壳。这个突起例如可以是在连接器的滚珠支承结构(或者多个滚珠支承结构)，可以由机壳的致动机构借助以下机制来致动。例如，一个或多个突起可以构成连接器的安装底座的部分，在其上安装第二接口构件。这个安装底座可以垂直延伸超出连接器的安装板。

在实施例中，测量设备包括成对相互作用的多个第一接口构件和多个第二接口构件，用于建立从容座到测试插头的导电连接。例如，待测器件容座可以位于连接器的中央下部，可以由位于连接器的外围上部的两个或多个(具体而言，四个)第一接口构件围绕。这允许有效地使用可用空间，同时施加多个电测试(或激励)信号，以及响应于电测试信号的DUT中产生的多个响应信号的处理。例如，四个第一接口构件可以设置在连接器的矩形安装板的四角。这个架构允许紧凑的设计，同时允许将许多个测试信号施加到待测器件的多个端子。

在实施例中，测量设备包括至少一个另外的可调换式连接器，其中，多个连接器中的每一个都被配置为与机壳可调换地装配(但一次仅一个)，且每一个都被配置用于可电耦合到不同类型的待测器件。因此，对于要测试的每一类DUT，可以提供相应配置的连接器，其可以与同一个机壳组合，以便执行特定的测试。机壳和多个连接器中的每一个都可以被配置用于在将多个连接器的相应的一个与机壳装配后，建立从待测器件容座到机壳的导电连接。因此，可以提供单一机壳和多个不同连接器的构成集合，其中，取决于相应的DUT，可以选择连接器中相应的一个并与机壳连接。这减少了测量设备所需的储存容量和材料资源方面所需的资源。

在实施例中，测量设备进一步包括至少一个另外的机壳，其中，多个机壳中的每一个都被配置用于支持待测器件的相应的一个(或多个)不同类型的测试。另外，测量设备可以进一步包括至少一个另外的可调换式连接器。多个连接器中的每一个可以被配置用于支持待测器件的相应的一个(或多个)不同类型的测试，可以被配置为可与相应的一个机壳可调换地装配，可以被配置用于当待测器件位于相应的连接器的待测器件容座时，按照相应的连接器和相应的机壳所支持的相应的一个不同类型的测试，电耦合到受测试的待测器件。因此，对于要测试的特定DUT的每一类测试，可以组合模块化系统的相应配置的机壳和相应配置的连接器。这允许通过灵活组合(多个)连接器与(多个)机壳的匹配对，以有效的方式管理不同种类待测器件的多个不同种类的测试。

在实施例中，测量设备包括一个或多个电耦合元件，将第一接口构件与测试插头电耦合，并将第二接口构件与容座电耦合。这个电耦合元件可以包括一条或多条电缆，具体而言，一个电缆连接将第一接口构件与测试插头电耦合，另一个电缆连接将第二接口构件与容座电耦合。由此可以完成从待测器件到测试装置的不间断的电耦合。

在实施例中，高温条件与至少100℃的温度相关，具体而言，至少140℃。例如，接口组件可以适于高达150℃的测试温度，因此可以满足大功率汽车应用的特定要求。

在实施例中，高电流电测试信号与至少4安培的测试电流相关，具体而言，至少10安培。例如，接口组件可以适于使用高达20安培的信号电流的测试，因此可以满足大功率汽车应用的特定要求。

在实施例中，第一承载器结构和第二承载器结构至少一个包括基于织物(fabric-based)的塑料或层压纤维，具体而言，包括嵌入到树脂基质中的纤维。纤维与树脂的这个组合可以满足上述高温和高电流要求。

在实施例中，第一接口构件与第二接口构件中的至少一个配备了蠕变电流路径延长部件。具体而言，在高电压和/或高电流测试信号的情况下，在不希望出现的情况下会发生蠕变电流在需要保持彼此电隔离的接口构件的端子之间流动。这可以导致接口组件或整个测量设备的故障。但在采取特定预防措施(例如在几何适应性和/或材料选择方面)以增大在这种不同端子之间的蠕变电流流动路径的长度时，可以显著减小由于蠕变电流的故障风险。

在实施例中，将蠕变电流路径延长部件构成为在第一承载器结构与第二承载器结构中的至少一个的至少一个主表面部分中的至少一个杯状凹槽，以使得当一个或多个第一插针和一个或多个第二插针中相应的一个嵌入第一承载器结构与第二承载器结构中相应的一个中时，相应的杯状凹槽周向隔开与相应的承载器结构的相应的表面部分中的相应插针相关的相应的承载器结构。具体而言，协同配合的接口构件的每一个承载器结构可以具有杯状凹槽，其中可以设置相应的插针，但在承载器结构的外部主表面部分中保留(例如中空圆柱形)间隙。这显著增大了(要防止的)蠕变电流为了短路不同插针而必须沿着流动的路径长度。

在实施例中，一个或多个第二插针包括弹性支承结构，具体而言，基于弹簧的支承结构，被配置用于实现轴向平衡运动。这允许在连接器和机壳的接口构件彼此连接时插针的轴向平衡运动。因此可以可靠地抑制接口构件的连接上的由于轻微的位置失配的不希望出现的机械载荷。此外，由于弹性支承结构，至少一个第二插针可以相对于相应的至少一个第一插针偏斜，从而进一步促使在第一插针与第二插针之间的可靠弹性连接。具体而言，第二插针可以被配置为弹簧插针。

在实施例中，第一承载器结构中的第一插针包括浮动支承结构，被配置用于实现径向平衡运动。因而，同样在垂直于连接接口构件所沿着的嵌入方向的平面中，可以实现插针的特定间隙或空间平衡运动。通过采取这个措施，可以减小作用在接口组件上的机械载荷，从而防止即使与多个不同连接器的机壳重复使用情况下的损坏。

在实施例中，一个或多个插针包括渐缩端部，例如箭头形渐缩端部。具体而言，渐缩端部可以具有多个单独的接触面，被配置用于可逆地接合到一个或多个第一插针中相应的一个的筒状端部中。通过以(例如圆锥形)渐缩端部配置一个或多个第二插针的头部，可以增大电接触面，从而改进在协同配合的插针之间的电连接的可靠性。更优选的是具有多个分离接触面(例如皇冠形状的)的第二插针的头部的结构，优选地具有在相邻接触面之间的边缘，因为这进一步增大了面积并确保了非常可靠的电耦合。

在实施例中，第一接口构件和第二接口构件被配置为在将连接器与机壳装配后(及在至少一个第一插针与至少一个第二插针之间建立导电连接后)由在第一承载器结构与第二承载器结构之间的预定距离保持隔开。这个间隔有助于抑制蠕变电流，它即使在机壳与连接器处于第一插针与第二插针之间的锁定条件下也可以保持。

在实施例中，接口组件包括定位螺栓，被配置用于接合到第一接口构件与第二接口构件的每一个的相应定位凹槽中，以使得第一接口构件与第二接口构件的装配仅在定位螺栓延伸到两个接口构件的定位凹槽中的位置中时才能够实现。有利地，定位凹槽仅于在连接器与机壳之间的锁定条件下彼此并置的接口构件的表面部分中形成。当正确安装两个接口构件时，定位螺栓接合两个定位凹槽，允许在接口构件之间的耦合。但如果一个接口构件的安装位置不正确，定位螺栓就紧靠着一个接口构件的外表面，禁止在接口构件之间的耦合。

依据结合附图的以下说明和所附权利要求书，以上及其他目的、特征和优点会变得显而易见，在附图中相似的部分或元件由相似的参考标记来表示。

附图说明

包括附图以便提供示例性实施例的进一步的理解，其构成说明书的一部分，例示了示例性实施例。

在附图中：

图1显示了根据示例性实施例的测量设备的三维视图。

图2显示了可用于图1的测量设备的可调换式连接器的三维视图。

图3A和3B显示了图1的测量设备的机壳的三维视图。

图4显示了处于连接器与机壳的锁定状态中的图1的测量设备与图2的连接器的三维底视图。

图5显示了处于连接器与机壳的未锁定状态中的图1的测量设备与图2的连接器的三维底视图。

图6到图8显示了根据本发明示例性实施例的相应的接口构件的三维视图和横截面视图。

图9显示了根据本发明示例性实施例的处于装配状态中的两个接口构件的接口组件。

图10显示了处于未装配状态中的图9的接口组件。

图11A和图11B显示了根据本发明示例性实施例的测试装置的图示说明。

具体实施方式

附图中的图示说明是示意性的，没有按照比例。

在参考附图更详细说明示例性实施例之前，将基于已经揭示的示例性实施例概括一些总则。

根据示例性实施例，提供了具有协同配合的接口构件(其也可以仅表示为接口块)的接口组件，其能够以高电压(具体而言高达6kV或更高)和/或高电流(具体而言高达24安培或更高)和/或高温(具体而言高达150℃或更高)操作。这个接口组件能够在测量设备(例如测量头)中的高温下与可调换式连接器传送高电压和高电流信号。

根据示例性实施例的相应测量设备可以由机壳与具有快速变化功能的连接器组成。因而，一个连接器被另一类的另一个连接器调换是可能的(例如允许仅提供一个机壳，具有不同连接器，用于支持不同类型待测器件的测试，例如不同尺寸、不同端子数量、不同功能的DUT等)。一个机壳与多个连接器的这个构成集合是紧凑型解决方案，其减小了提供与组成多个测量设备所需的储存容量和费用。

还可以提供多个机壳与多个连接器的模块化系统，它们可以按照在考虑到要测试的相应DUT时要执行的特定类型的测试来配对。例如这允许选择性地组合机壳与连接器，以支持静态测试(及随后起到静态测试测量设备的作用)或者Iso测试(及随后起到Iso测量设备的作用)。

图1显示了根据示例性实施例的测量设备100的三维视图。图2显示了可用于图1的测量设备100的可调换式连接器108的三维视图。图3A和3B显示了图1的测量设备100的机壳102的三维视图。图4显示了处于连接器108与机壳102的连接状态中的图1的测量设备100与图2的连接器108的三维底视图。图5显示了处于连接器108与机壳102的未连接状态中的图1的测量设备100与图2的连接器108的三维底视图。

测量设备100由两个模块组成，即，机壳102和可调换式连接器108(其可以由另一个可调换式连接器108(未示出)调换)。测量设备100被配置用于与以下进一步详细说明的图11A和图11B所示的测试器械1150协同配合，容纳且电接触要测试的待测器件150(例如混合封装模块，例如用于汽车应用)。在这个测试过程中，待测器件150可以由测试器械1150馈送到测量设备100的开放底部，在此，待测器件150的一个或多个电气端子可以由在连接器108的待测器件容座112的相应端子接触。

测量设备100可以由单一机壳102和具有不同结构的多个可调换式连接器108组成，例如每一个可调换式连接器108都被配置用于测试不同类型的待测器件150，其中，一次将一个连接器108安装在机壳102上。还可以将多个机壳102之一与多个连接器108之一组合以使得模块化系统与不同测试方案或协议兼容，例如，根据不同电测试信号和/或诸如温度的不同测试条件。

机壳102包括第一接口构件104，当测试器械1150连接到(在所示的实施例三中)机壳102的测试插头106时第一接口构件104可以电耦合到测试器械1150。第一接口构件104以浮动方式容纳在机壳102的框架188。对于特定测试(例如Iso测试)，单一测试插头106就足够了。但对于其他测试(例如具有高电流或低电流的静态测试)，可以提供两个、三个或更多个测试插头106。

可调换连接到108被配置为与机壳102可调换地装配，包括多个第二接口构件110(对应于第一接口构件104的数量，在所示的实施例四中)，当位于连接器108的待测器件容座112时，第二接口构件110可电耦合到待测器件150。第一接口构件104的数量与第二接口构件110的数量通常与相应的第一接口构件104和相应第二接口构件110的一对一分配相同。

第一接口构件104和第二接口构件110被配置用于在将连接器108与机壳102装配后，建立从待测器件容座112到测试插头106的导电连接。换句话说，借助在机壳102与连接器108之间的机械装配过程，在单一过程中同时建立在接口构件104、110之间的适应高电流的电连接。

机壳102与连接器108被配置用于通过将连接器108从底侧连接到机壳102，随后致动机壳102的基于杠杆的致动机构114，从而将连接器108锁定到机壳102来装配(参见图4和图5)。借助这个过程，同时建立在第一接口构件104与第二接口构件110之间的导电连接，即，这个过程还使得第一接口构件104进入导电接合状态。

在图3A、图3B、图4和图5中最清楚见到的基于杠杆的致动机构114包括杠杆116，可以由用户手动绕轴旋转，以便将测量设备100在机壳102与连接器108之间的锁定或装配状态(参见图4)和机壳102与连接器108之间的分离或拆卸状态(参见图5)之间转换。致动机构114的其他组件是倾斜元件118，例如楔形体，和运动转换机构120，用于将杠杆116的绕轴旋转运动转换为倾斜元件118的纵向运动。运动转换机构120包括联杆160，刚性连接到杠杆116，具有周向锯齿端162。当杠杆116绕轴旋转时，联杆160与其锯齿端162一起旋转。旋转的锯齿端162的齿又接合副齿轮164的齿。因而，副齿轮164与倾斜元件118一起纵向运动。结果，图2中最清楚见到的连接器108的各突起122(例如滚球支承结构)沿倾斜元件118运动，从而按照从动原理使连接器108在空间上接近机壳102。这同样在图3中可以见到，在此，以参考标记122’示意性指示了突起122的大致位置，且在此，以双箭头300指示了连接倾斜元件118与副齿轮164的联结体302的纵向运动。因而，各突起122被配置用于可以通过致动致动机构114而运动，从而将连接器108装配到机壳102。简言之，绕轴旋转杠杆116导致连接器108朝向机壳102的抬升，从而迫使接口构件104、110进入与彼此接合状态，以便建立电连接。

另外，致动机构114被配置为在将机壳102与连接器108装配后的致动机构114的位置中，使得致动禁止元件176禁止致动机构114进一步的致动，除非致动禁止元件176由用户主动禁用。因而，当测量设备100处于如图5所示的机壳102与连接器108之间的未连接状况中时，用户可以自由地致动杠杆116，以将测量设备100转换为如图4所示的机壳102与连接器108之间的连接状况，无需克服致动禁止元件176。因而，装配过程对于用户非常直观。但当测量设备100处于如图4所示的连接或锁定状况中时，致动禁止元件176充当针对不希望出现的测量设备100的拆卸的安全机构，其例如在测试过程中会是危险的。因此，为了将测量设备100从图4所示的状态转换为图5所示的状态，用户在能够将机壳102与连接器108彼此分离(例如以另一个连接器108替换连接器108以重新调整测量设备100用于随后的其他测试)之前，首先必须克服由致动禁止元件176提供的保护机构。

因而，连接器108处于图4中的锁定到机壳102的位置中和处于图5中的与机壳102未锁定的位置中。为了将连接器108安装到机壳102，将机壳102颠倒放置或旋转180℃，如图4和图5中所示的。随后，将希望的连接器108嵌入机壳102的嵌入凹槽中。在这个条件下，弹簧插针处于松散、无偏斜状态中。随后，将杠杆116绕轴旋转180℃，以使得突起122沿倾斜元件118移动，从而通过将连接器108锁定到机壳102而完成联结过程。

借助上述用于机壳102和连接器108的装配过程，从布置在连接器108的待测器件容座112的待测器件150的一个或多个端子，经由在待测器件容座112的一个或多个端子，经由在待测器件容座112与第二接口构件110之间的一个或多个电耦合元件126(例如通过焊接连接的电缆)，从第二接口构件110到第一接口构件104，及经由在第一接口构件104与一个或多个测试插头106之间的一个或多个另外的电耦合元件166(例如通过焊接连接的电缆)的不间断导电连接路径。因而，可以提供可以体现为电连接电缆的电耦合元件126、166，用于将第一接口构件104与测试插头106电耦合，并将第二接口构件110与容座112电耦合。

如图2中最清楚见到的，连接器108可以基于平面支撑板170上，平面支撑板170例如可以由基于织物的塑料制成(例如树脂和玻璃纤维的混合物)，能够经受例如高达150℃的高温和/或例如高达10安培的高电流值。多个通孔172可以形成于支撑板170中。此外，多个安装结构174可以形成于支撑板170上，并垂直延伸超出支撑板170，其中，每一个安装结构174可以被配置用于在露出位置承载相应的一个第二接口构件110，从而增进与相应第一接口构件104的连接性。

再次参考图2，可以将铭牌190拧紧到支撑板170。而且，参考标记192指示存在具有高电流连接能力的20个端子，参考标记196指示存在具有高电流连接能力的85个端子。参考标记194显示各第二接口构件110到在测试过程中接触待测器件150的弹簧插针的单独布线。参考标记122显示四个突起(图2中仅可以见到2个)，体现为滚珠支承结构，用于如杠杆机构114完成的将连接器108抬高并锁定到机壳102。

再次参考图3A，杠杆116显示为处于对应于图4的关闭位置。它可以借助绕轴旋转180℃转换为打开位置。

再次参考图3B，参考标记302指示存在具有高电流连接能力的2x 20个端子，参考标记304指示存在具有高电流连接能力的2x 85个端子。如参考标记306所指示的，提供连接器标识单元，其能够在耦合到机壳102时自动识别各连接器108。

图6到图8每一个都显示了各接口组件600的三维视图和横截面视图，每一个都由根据本发明示例性实施例的相互协同配合的可逆连接或拆卸的接口构件104、110组成。

根据图6的接口组件600包括第一接口构件104(其可以构成机壳102的部分)，它又由电绝缘的第一承载器结构602和多个导电第一插针604构成，第一插针604延伸通过第一承载器结构602的部分，并以矩阵样式排列，即行和列。此外，接口组件600包括第二接口构件110(其可以构成与机壳102装配的连接器108的部分)，它又包括电绝缘第二承载器结构606和一个或多个导电第二插针608，第二插针608延伸通过整个第二承载器结构606。第一接口构件104和第二接口构件110被配置用于在将连接器108与机壳102装配后，在第一插针604之一与第二插针608之间建立导电连接。图6显示了建立这个电耦合的结构，参见图6下部的右侧。

第一接口构件104和第二接口构件110被配置为经受高温条件(例如高达150℃)下高电流电测试信号(例如在几千伏电压的几安培电流)的施加。第一承载器结构602和第二承载器结构606都由基于织物的塑料构成，包括嵌入到树脂基质中的纤维，能够经受150℃和几安培的电流，而不会退化。

如可以从图6了解到的，第一接口构件104和第二接口构件110配备了蠕变电流路径延长部件610，体现为在第一承载器结构602和第二承载器结构606二者的两个相对主表面部分中的多个杯状凹槽612。因此，当第一插针604和第二插针608分别嵌入第一承载器结构602和第二承载器结构606中时，杯状凹槽612相关于相应的插针604、608周向间隔相应的承载器结构602、606。这可以在图6的下方图像中最清楚地见到。当不希望出现的蠕变电流趋向于例如从一个插针604沿第一电介质承载器602的表面流到另一个插针604时，杯状凹槽612的存在显著增大了蠕变电流为了非有意地短路第一插针604的不同的一个而必须沿着流动的流径的长度。

图6中的上方图像示意性地显示了定位螺栓614，其被配置用于接合到第一接口构件104和第二接口构件110的每一个的对应的定位凹槽616中，以使得第一接口构件104和第二接口构件110的装配仅在定位螺栓614延伸到两个定位凹槽616中的位置中才能够实现。因而，定位螺栓614的存在使得在机械上不可能错误地装配接口构件104、110。在用户将第二接口构件610错误地安装到安装底座174上的情形中(例如与正确安装位置相比，旋转了180℃)，定位螺栓614阻止了接口构件104、110在不正确位置中的装配。仅在相互的位置正确时，参见图6，且定位凹槽616彼此对准或平齐时，定位螺栓614才能够延伸通过这两个定位凹槽616。

此外，提供了支承结构螺栓620，其起作用用于以特定间隙固定接口构件104、110。尽管允许接口构件104、110在垂直于支承结构螺栓620的平面中实现特定的平衡运动，但支承结构螺栓620限制了这个平衡运动，从而使得接口构件104、110居中。

而且，第一安装元件630允许将第一接口构件104安装(例如借助拧紧)到机壳102，第二安装元件640允许将第二接口构件110安装(例如借助拧紧)到连接器108。

图6显示了接口构件104、110，被配置用于实现静态高电流测试。可能的连接数量是18，最大电压是2.5kV，最大电流是24安培，最大温度是150℃，笔划宽度(用于建立连接)是4mm，在这个笔划宽度的接触力是2.25牛顿每插针。机壳侧(即第一接口构件104的第一承载器结构602中的第一插针604)具有浮动支承结构，而连接器侧(即第二接口构件110的第二承载器结构606)具有固定支承结构。

图7的实施例与根据图6的实施例不同，具体在于，根据图7，接口构件104、110被配置用于实现静态低电流测试。根据图7，可能的连接数量是85，最大电压是2.5kV，最大电流是4安培，最大温度是150℃，笔划宽度(用于建立连接)是4mm，在这个笔划宽度的接触力是2.25牛顿每插针。机壳或适配器侧具有浮动支承结构，而连接器侧具有固定支承结构。

图8的实施例与根据图6的实施例不同，具体在于，根据图8，接口构件104、110被配置用于实现高电流Iso测试(绝缘测试)。根据图8，可能的连接数量是5或4，最大电压是6kV或0.5kV，最大电流是24安培或4安培，最大温度是150℃，笔划宽度(用于建立连接)是4mm，在这个笔划宽度的接触力是2.25牛顿每插针。机壳或适配器侧具有浮动支承结构，而连接器侧具有固定支承结构。

图9显示了处于装配状态中的根据图6到图8任意一个的两个接口构件104、110的接口组件600的详细视图。图10显示了处于未装配状态中的图9的接口组件600，即在承载器结构602、606之间具有较大距离。可以是弹簧插针的第二插针608包括弹性支承结构，体现为基于弹簧的支承结构，因此被配置用于实现轴向平衡运动。这允许接口组件600在插针604、608的轴向(对应于根据图9的水平方向)上的平衡运动。此外，嵌入第一承载器结构602中的第一插针604包括浮动支承结构，被配置用于实现径向平衡运动。这允许接口组件600在插针604、608的径向平面(垂直于根据图9的水平方向)中的平衡运动。在每一个方向上的有限平衡的实现防止了高机械载荷，因此防止了在装配过程中小空间失配情况下的接口组件600破损的危险。与第二承载器结构606中的第二插针608相反，第一承载器结构602中的第一插针604在轴向上固定支撑，在轴向上不能实现平衡运动。与第一承载器结构602中的第一插针604相反，第二承载器结构606中的第二插针608在径向平面中固定支撑，在径向平面中不能实现平衡运动。

如从图9可以了解到的及具体在细节910处显示的，第二插针608包括渐缩端部900，具有多个单独的接触面902，被配置用于可逆地接合到第一插针604中相应的一个的筒状端部904中。因而，使得在阳型第二插针608与阴型第一插针604(具有筒状连接部分)之间的接触面积较大，从而确保了适当的电接触。

如从图9可以了解到的，第一接口构件104和第二接口构件110被配置用于在将连接器108与机壳102装配后，由在第一承载器结构602和第二承载器结构606之间的预定距离d保持间隔开。这增进了在相应的插针604、608之间的电隔离，并抑制了蠕变电流。在图10的拆卸状态中，在第一承载器结构602和第二承载器结构606之间距离大于d。

图11A和图11B显示了根据本发明示例性实施例的测试装置1180的图示说明。

测试装置1180被配置用于测试待测器件150。测试装置1180包括用于容纳并电接触待测器件150的测量设备100和在其上安装了测量设备100的测试器械1150。测试器械1150充当用于测量设备100的安装底座，测量设备100连接在测试器械1150的顶上。适当的可调换式连接器108(根据要执行的测试的类型和/或要测试的DUT的类型而选择的)预先按照以上参考图1到图5所述的方式已经安装在机壳102的底部。在开始测试后，测试器械1150将要测试的待测器件150提供或馈送到连接器108的待测器件容座112，并电接触其端子。例如，待测器件150可以从DUT容器(未示出)经由可移动承载台1160(使用抽吸工艺)输送到待测器件容座112。换句话说，承载待测器件150的可移动承载器1160可以移动到测量设备100的底部，以便使得待测器件150处于与待测器件容座112功能性相互作用的状态。随后，测试器械1150将根据预定测试协议的测试信号施加到相应的测试插头106，由此将电信号传导到待测器件150的接触端子。响应于这些测试信号的施加，待测器件150产生相应的响应信号，其又从待测器件150经由测量设备100向测试插头106传导，并从测试插头106传导到测试器械1150用于信号处理。可移动承载器1160随后可以移回，以便将待测器件150从与测量设备100的功能性相互作用移除。取决于响应信号，测试器械1150随后可以决定待测器件150是通过测试还是未通过测试。测试的结构还可以是测试器械1150将待测器件150传送回到生产线用于后处理，或者决定必须执行与待测器件150的进一步测试。

尽管图11A和图11B中未示出，但测试器械1150和/或测量设备100可以被配置用于在测试过程中将待测器件150加热到相比于环境温度(例如20℃)的高温(例如至少高达80℃，具体而言高达150℃)。为此，可以提供相应可控的温度调整单元(未示出，例如包括加热器)。

应注意，术语“包括”不排除其他元件或特征，“一”不排除多个。此外，相关于不同实施例所述的元件可以组合。还应注意，参考标记不应解释为限制权利要求的范围。此外，本申请的范围并非旨在局限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质的组成、手段、方法和步骤的具体实施例。因此，所附权利要求书旨在将这种过程、机器、制造、物质的组成、手段、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (20)

1.一种测量设备(100)，所述测量设备(100)用于与测试器械(1150)协同配合并且容纳并电接触要测试的待测器件(150)，所述测量设备(100)包括：

·机壳(102)，所述机壳(102)包括第一接口构件(104)，所述第一接口构件(104)在所述测试器械(1150)连接到所述机壳(102)的测试插头(106)时能够电耦合到所述测试器械(1150)；及

·可调换式连接器(108)，所述可调换式连接器(108)被配置为与所述机壳(102)可调换地装配，并且所述可调换式连接器(108)包括第二接口构件(110)，所述第二接口构件(110)在所述待测器件(150)位于所述连接器(108)的待测器件容座(112)处时能够电耦合到待测器件(150)；

·其中，所述第一接口构件(104)和所述第二接口构件(110)被配置为在将所述连接器(108)与所述机壳(102)进行装配后，建立从所述待测器件容座(112)到所述测试插头(106)的导电连接。

2.根据权利要求1所述的测量设备(100)，其中，所述机壳(102)和所述连接器(108)被配置为通过将所述连接器(108)附接到所述机壳(102)并致动所述机壳(102)的致动机构(114)来装配，所述致动机构(114)同时在所述第一接口构件(104)与所述第二接口构件(110)之间建立了导电连接。

3.根据权利要求2所述的测量设备(100)，

·其中，所述致动机构(114)包括能够由用户进行绕轴旋转的杠杆(116)、倾斜元件(118)和运动转换机构(120)，所述运动转换机构(120)用于将所述杠杆(116)的绕轴旋转运动转换为所述倾斜元件(118)的纵向运动；

·其中，所述连接器(108)包括突起(122)，所述突起(122)被配置为沿所述倾斜元件(118)运动，从而在对所述杠杆(116)进行绕轴旋转后使所述连接器(108)锁定到所述机壳。

4.根据权利要求2所述的测量设备(100)，其中，所述致动机构(114)被配置为通过在致动后使得所述连接器(108)朝向所述机壳(102)接近来在所述第一接口构件(104)与所述第二接口构件之间建立导电连接。

5.根据权利要求2所述的测量设备(100)，其中，所述致动机构(114)被配置为使得在所述致动机构(114)的已经装配所述机壳(102)与所述连接器(108)之后的位置，致动禁止元件(176)禁止所述致动机构(114)的进一步致动，除非所述致动禁止元件(176)被用户禁用。

6.根据权利要求1所述的测量设备(100)，包括多个第一接口构件(104)和多个第二接口构件(110)，其中，由所述第一接口构件(104)中的一个和所述第二接口构件(110)中的一个构成的相应对被配置为成对地相互作用以用于建立从所述容座(112)到所述测试插头(106)的导电连接。

7.根据权利要求1所述的测量设备(100)，包括至少一个另外的可调换式连接器(108)，其中，多个连接器(108)中的每一个连接器(108)都被配置为能与所述机壳(102)可调换地装配，并且所述多个连接器(108)中的每一个连接器(108)都被配置为能够电耦合到不同类型的待测器件(150)。

8.根据权利要求1所述的测量设备(100)，进一步包括：

·至少一个另外的机壳(102)，其中，多个所述机壳(102)中的每一个机壳(102)都被配置为支持对待测器件(150)的不同类型的测试中的一个相应测试；

·至少一个另外的可调换式连接器(108)，多个所述连接器(108)中的每一个连接器(108)都被配置为支持对待测器件(150)的不同类型的测试中的一个相应测试；都被配置为能与所述机壳(102)中的一个相应机壳(102)可调换地装配；并且都被配置为当待测器件(150)位于相应的连接器(108)的待测器件容座(112)处时，能够电耦合到根据相应的连接器(108)和相应的机壳(102)所支持的不同类型的测试中的所述一个相应测试而正在受测试的待测器件(150)。

9.一种测量设备(100)，所述测量设备(100)用于与测试器械(1150)协同配合并且容纳并电接触将被测试的待测器件(150)，所述测量设备(100)包括：

·机壳(102)；

·多个可调换式连接器(108)，所述多个可调换式连接器(108)中的每一个可调换式连接器(108)都被配置为能与所述机壳(102)可调换地装配，并且所述多个可调换式连接器(108)中的每一个可调换式连接器(108)都被配置为能够电耦合到不同类型的待测器件(150)。

10.一种用于测试待测器件(150)的测试装置(1180)，所述测试装置(1180)包括：

·根据权利要求1所述的、用于容纳并电接触要测试的待测器件(150)的测量设备(100)；

·测试器械(1150)，所述测量设备(100)能够与所述测试器械(1150)进行装备，或者所述测量设备(100)与所述测试器械(1150)进行装配，所述测试器械(1150)被配置为将所述待测器件(150)提供给所述连接器(108)；经由所述机壳(102)将测试信号施加到所述待测器件(150)；并且经由所述机壳(102)从所述待测器件(150)接收对所述测试信号的响应信号。

11.一种用于测量设备(100)的接口组件(600)，所述测量设备(100)用于与测试器械(1150)协同配合并且容纳并电接触要测试的待测器件(150)，所述接口组件(600)包括：

·第一接口构件(104)，所述第一接口构件(104)用于所述测量设备(100)的机壳(102)，并且所述第一接口构件(104)包括电绝缘的第一承载器结构(602)和导电的一个或多个第一插针(604)，所述第一插针(604)延伸穿过所述第一承载器结构(602)的至少一部分；以及

·第二接口构件(110)，所述第二接口构件(110)用于所述测量设备(102)的要与所述机壳(102)进行装配的连接器(108)，并且所述第二接口构件(110)包括电绝缘的第二承载器结构(606)和导电的一个或多个第二插针(608)，所述第二插针延伸穿过所述第二承载器结构(606)的至少一部分；

·其中，所述第一接口构件(104)与所述第二接口构件(110)被配置为在将所述连接器(108)与所述机壳(102)进行装配后，在所述一个或多个第一插针(604)与所述一个或多个第二插针(608)之间建立导电连接；

·其中，所述第一接口构件(104)和所述第二接口构件(110)中的至少一个被配置为经受住在高温条件下施加高电流的电测试信号。

12.根据权利要求11所述的接口组件(600)，其中，所述第一承载器结构(602)和所述第二承载器结构(606)中的至少一个包括基于织物的塑料，或者所述第一承载器结构(602)和所述第二承载器结构(606)中的至少一个由基于织物的塑料组成，所述基于织物的塑料尤其是嵌入树脂基质中的纤维。

13.根据权利要求11所述的接口组件(600)，其中，所述第一接口构件(104)和所述第二接口构件(110)中的至少一个配备有蠕变电流路径延长结构(610)。

14.根据权利要求13所述的接口组件(600)，其中，所述蠕变电流路径延长结构(610)被形成为位于所述第一承载器结构(602)与所述第二承载器结构(606)中的至少一个的至少一个主表面部分中的至少一个杯状凹槽(612)，以使得当所述一个或多个第一插针(604)和所述一个或多个第二插针(608)中相应的一个嵌入所述第一承载器结构(602)和所述第二承载器结构(606)中相应的一个中时，所述杯状凹槽(612)使相应的插针(604、608)与相应的承载器结构(602、606)周向间隔开。

15.根据权利要求11所述的接口组件(600)，其中，所述一个或多个第二插针(608)包括弹性支承结构，所述弹性支承结构被配置为能够实现轴向平衡运动，所述弹性支承结构尤其是基于弹簧的支承结构。

16.根据权利要求11所述的接口组件(600)，其中，所述第一承载器结构(602)中的所述一个或多个第一插针(604)包括浮动支承结构，所述浮动支承结构被配置为实现径向平衡运动。

17.根据权利要求11所述的接口组件(600)，其中，所述一个或多个插针(608)包括渐缩端部(900)，所述渐缩端部(900)被配置为可逆地接合到所述一个或多个第一插针(604)中的相应的一个的筒状端部(904)中，所述渐缩端部(900)尤其是具有多个单独的接触面(902)的渐缩端部(900)。

18.根据权利要求11所述的接口组件(600)，其中，所述第一接口构件(104)和所述第二接口构件(110)被配置为在所述连接器(108)与所述机壳(102)之间的装配状态中，保持间隔开所述第一承载器结构(602)与所述第二承载器结构(606)之间的预定距离。

19.一种使用根据权利要求1所述的测量设备(100)、根据权利要求11所述的接口组件(600)、或根据权利要求10所述的测试装置(1180)的方法，其中，所述方法包括测试作为待测器件(150)的功率封装件，尤其是包括至少一个功率半导体芯片的功率封装件。

20.一种使用根据权利要求1所述的测量设备(100)、根据权利要求11所述的接口组件(600)、或根据权利要求10所述的测试装置(1180)的方法，其中，所述方法包括测试待测器件(150)，测试所述待测器件(150)包括以下中的至少一项：将高电流的电测试信号施加到所述待测器件(150)，所述高电流尤其是至少4安培的电流；以及将所述待测器件(150)加热到高于环境温度的温度，所述高于环境温度的温度尤其是高于100℃的温度。