CN109991528A - 一种mems芯片测试插座及加热测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种芯片测试插座，包括底座、上盖、温度传感器和加热元件；上盖通过固定组件与底座相对固定；底座上表面的中心设有第一槽，用于容纳待测芯片；第一槽的底面四周设置有第一弹簧探针组，一端用于与待测芯片的引脚接触，另一端从底座的底面伸出，用于与PCB板电连接；第一槽的底部还设有第二槽，温度传感器设置在第二槽中，使得芯片测试插座工作时，温度传感器与待测芯片接触，第二槽的底面设置有第二弹簧探针组，一端用于与温度传感器的引脚接触，另一端从底座的底面伸出，用于与PCB板电连接；加热元件通过电源线与外部电源连接，用于给待测芯片加热。本发明的芯片测试插座使芯片加热周期缩短至数分钟，且测温更准确快速，便于连续测试。

Description

一种MEMS芯片测试插座及加热测温方法

技术领域

本发明涉及MEMS芯片测试领域，更具体地说，涉及一种MEMS芯片测试插座。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)是利用集成电路制造技术和微加工技术把微结构、微传感器、控制处理电路甚至接口、通信和电源等制造在一块或多块芯片上的微型集成系统。在对MEMS芯片进行测试的过程中，通常需要通过测试插座固定在测试用PCB板上，并通过导线(如弹簧探针)与PCB板连通。当测定芯片是否存在温漂需要进行温度补偿时，目前的常用做法是将整个固定有芯片和测试插座的测试用PCB板放入恒温烘箱中进行加温，并在PCB板上设置温度传感器检测环境整体温度。当烘箱将PCB板及其上固定的测试插座和芯片共同加热至预设温度后再开始测试芯片。

这个加热过程通常需要30-40分钟才能使恒温箱内的测试设备一致达到预设温度。此外，在对大批量芯片进行连续测试时，由于替换待测芯片后，测试用PCB板还未恢复到室温，与替换的芯片温度不一致，此时再次对替换的芯片进行测试将导致PCB板上温度传感器测得的温度与芯片的实际温度不一致。因此现有的方法无法连续测试。本领域技术人员希望能够找到一种新的芯片测试方法，能够解决现有方法测试周期长、无法连续测试的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种芯片测试插座及其加热测温方法，以解决现有测试方法测试周期长、无法连续测试的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种芯片测试插座，包括底座、上盖、温度传感器和加热元件；所述上盖通过固定组件与所述底座相对固定；所述底座上表面的中心设有第一槽，用于容纳待测芯片；所述第一槽的底面四周设置有第一弹簧探针组，一端用于与待测芯片的引脚接触，另一端从所述底座的底面伸出，用于与PCB板电连接；所述第一槽的底部还设有第二槽，所述温度传感器设置在所述第二槽中，使得所述芯片测试插座工作时，所述温度传感器与待测芯片接触，所述第二槽的底面设置有第二弹簧探针组，一端用于与所述温度传感器的引脚接触，另一端从所述底座的底面伸出，用于与PCB板电连接；所述加热元件通过电源线与外部电源连接，用于给待测芯片加热。

优选的，第二槽的侧壁的上缘具有向第二槽内延伸的凸部，用于固定温度传感器。

优选的，加热元件为加热棒或加热片，设置在上盖内侧，使得当上盖闭合时，加热棒或加热片与待测芯片接触。

优选的，加热元件通过导热压片与待测芯片接触。

优选的，加热元件为加热丝或加热管，设置在底座的第一槽的内壁四周。

优选的，上盖包括盖体和盖板，盖板通过弹簧与盖体连接，并可相对盖体移动，用于对待测芯片施加压力。

优选的，盖板与盖体通过定位销限制盖板在垂直方向上移动。

优选的，还包括保护罩，通过紧固件固定在底座下方，用于在芯片测试插座存放时保护底座下表面裸露的弹簧探针的接触点。

优选的，固定组件包括一对卡爪，设置在上盖相对的两侧，底座上设有卡槽，当卡爪扣合在卡槽中时，上盖与底座相对固定。

优选的，固定组件包括卡爪，上盖与底座通过转轴转动连接，卡爪设置在上盖相对转轴的另一侧，底座设有与卡爪对应的卡槽，使得当卡爪扣合在卡槽中时，上盖与底座相对固定。

一种芯片测试系统，包括PCB板和前述任意一项所述的芯片测试插座。

一种芯片测试时的温度加热控制方法，使用前述芯片测试系统，包括以下步骤：

在插座内部设置加热元件用以加热待测芯片；

在插座底部凹槽中设置温度传感器用以实时测量待测芯片温度；

温度传感器通过探针与PCB板连接，将测得温度数据传输至PCB板控制元件，实时控制加热元件工作。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的芯片测试插座及其加热测温方法，将温度传感器与待测芯片直接接触，并将加热元件设置在待测芯片的另一侧，使得芯片在加热时周期更短，通常为数分钟，测温更准确快速，并且可以连续测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的整体示意图；

图2为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的上盖爆炸图；

图3为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的扣紧状态示意图；

图4为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的松脱状态示意图；

图5为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的上盖剖面图；

图6为图5的A区域局部放大图；

图7为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的底座爆炸图；

图8为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的底座俯视图；

图9为图8的C-C面截面图

图10为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的引脚示意图；

图11为本发明实施例提供的一种芯片测试插座的弹簧探针结构图。

100-上盖；101-盖体；102-卡爪；103-销轴；104-固定挡块；105-第一弹簧；106-第二弹簧；107-第一定位销；108-第一固定柱；109-盖板；200-底座；201-活动板；202-载台；203-底板；204-第二固定柱；205-第一螺帽；206-第二螺帽；207-第二定位销；208-第三定位销；209-第二螺帽；210-第二螺杆；211-第一螺杆；212-第一接触点；213-第二接触点；214-第一弹簧探针组；215-第二弹簧探针组；300-温度传感器；400-加热元件；401-导热压片；500-保护罩；600-待测芯片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种芯片测试插座，如图1所示，包括底座200和上盖100。上盖100通过固定组件与底座200相对固定。底座200上表面的中心设有第一槽，用于容纳待测芯片600；第一槽的底面四周设置有第一弹簧探针组214，一端用于与待测芯片600的引脚接触，另一端从底座200的底面伸出，用于与PCB板电连接；第一槽的底部还设有第二槽，温度传感器300设置在第二槽中，使得芯片测试插座工作时，温度传感器300与待测芯片600接触，第二槽的底面设置有第二弹簧探针组215，一端用于与温度传感器300的引脚接触，另一端从底座200的底面伸出，用于与PCB板电连接；加热元件400通过电源线与外部电源连接，用于给待测芯片600加热。优选的，第二槽的侧壁的上缘具有向第二槽内延伸的凸部，用于固定温度传感器300,防止温度传感器300松脱掉落。

图2示出了上盖100的爆炸图，在本实施例中，固定组件包括一对卡爪102，分别设置在上盖100相对的两侧。相应地，底座200上设有卡槽，当卡爪102扣合在卡槽中时，上盖100与底座200相对固定。图3和图4分别显示了本实施例的芯片测试插座的扣紧状态和松脱状态。在其他的实施例中，固定组件也可以包括一个卡爪102，上盖100与底座200通过转轴转动连接，卡爪102设置在上盖100相对转轴的另一侧，底座200设有与卡爪102对应的卡槽，使得当卡爪102扣合在卡槽中时，上盖100与底座200相对固定。

参考图2，上盖100包括盖体101和盖板109，盖板109通过第一固定柱108及第二弹簧106与盖体101连接，并可相对盖体101移动，用于对待测芯片600施加压力。盖板109与盖体101通过第一定位销107限制盖板109在垂直方向上移动。卡爪102通过销轴103设置在盖体101相对的两侧，销轴103末端可设有固定挡块104以防止销轴103松脱。卡爪102的上端与盖体101间设置有第一弹簧105。

如图5所示为上盖100剖面图，其A区域局部放大图参见图6，本实施例的芯片测试插座还包括加热元件400。在本实施例中，加热元件400为加热棒或加热片，设置在上盖100的盖体101内侧，加热元件400的一端延伸出盖体101外，并通过电源线与外部电源连接，加热元件400的另一端连接有导热压片401，当上盖100闭合时，导热压片401与待测芯片600接触，使得加热元件400可以对待测芯片600直接加热。

图7-9示出了本实施例芯片测试插座底座200的爆炸图、俯视图和C-C面截面图。底座200包括载台202、活动板201和底板203，载台202具有向上开口的空腔，活动板201位于空腔中，通过第二固定柱204及第二螺帽209206与载台202相对固定，并可相对载台202在垂直方向上移动。底板203位于载台202的下表面，通过第二螺杆210及第二螺帽209206固定在载台202上相对于空腔的另一侧。第一弹簧探针组214和第二弹簧探针组215穿设在载台202中，第一弹簧探针组214的一端通过活动板201上的通孔与待测芯片600接触，另一端通过底板203上的通孔。第二弹簧探针组215的一端通过载台202上的通孔与温度传感器300接触，另一端通过底板203上的通孔。

优选的，底座200还包括第二定位销207和第三定位销208。第二定位销207穿过活动板201和载台202，第三定位销208穿过底板203和载台202。第二定位销207和第三定位销208使得活动板201、载台202、底板203的通孔同轴，以使弹簧探针组可以安全设置在底座200中，且不会受到切向的力。

优选的，本实施例的底座200还包括保护罩500，通过紧固件固定在底座200下方，用于在芯片测试插座存放时保护底座200下表面裸露的弹簧探针的接触点。紧固件包括第一螺杆211和第一螺帽205。

在本实施例中，当芯片测试插座不工作时，活动板201高于第一弹簧探针组214的上端；当芯片测试插座工作时，待测芯片600压住活动板201使得第一弹簧探针组的上端露出，并与待测芯片600的引脚电接触。本实施例对第一弹簧探针组214适配的芯片封装引脚结构并未做具体限定，可以是QFN封装、LGA封装或其他封装的引脚结构。如图10所示为本实施例芯片测试插座的引脚示意图，其中连接待测芯片600引脚的第一弹簧探针组214的第一接触点212在外圈，连接温度传感器300引脚的第二弹簧探针组215的第二接触点213在内圈。

图11示出了本实施例的第一弹簧探针组214和第二弹簧探针组215的探针结构，其两端可以是具有弹性结构的触点探针。以使得端点的触点与待测芯片600及温度传感器300的引脚稳定电接触。

此外，在其他实施例中，加热元件400也可以使用加热丝或加热管的形式，例如设置在底座200的第一槽的内壁四周，只要保证加热元件400可以对待测芯片600直接加热即可。

本发明还提供了一种芯片测试系统，包括PCB板和前文所述的芯片测试插座。

其中，加热元件连接的外部电源可以是设置在PCB板上的电源模块。

本发明还提供了一种芯片测试时的温度加热控制方法，使用前述芯片测试系统，包括以下步骤：

在插座内部设置加热元件用以加热待测芯片；

在插座底部凹槽中设置温度传感器用以实时测量待测芯片温度；

温度传感器通过探针与PCB板连接，将测得温度数据传输至PCB板控制元件，实时控制加热元件工作。

本发明所提供的芯片测试插座及其加热测温方法，将温度传感器与待测芯片直接接触，并将加热元件设置在待测芯片的另一侧，使得芯片在加热时周期更短，通常为数分钟，测温更准确快速，并且可以连续测试。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种芯片测试插座，其特征在于，包括底座、上盖、温度传感器和加热元件；

所述上盖通过固定组件与所述底座相对固定；

所述底座上表面的中心设有第一槽，用于容纳待测芯片；

所述第一槽的底面四周设置有第一弹簧探针组，一端用于与待测芯片的引脚接触，另一端从所述底座的底面伸出，用于与PCB板电连接；

所述第一槽的底部还设有第二槽，所述温度传感器设置在所述第二槽中，使得所述芯片测试插座工作时，所述温度传感器与待测芯片接触，所述第二槽的底面设置有第二弹簧探针组，一端用于与所述温度传感器的引脚接触，另一端从所述底座的底面伸出，用于与PCB板电连接；

所述加热元件通过电源线与外部电源连接，用于给待测芯片加热。

2.根据权利要求1所述的芯片测试插座，其特征在于，第二槽的侧壁的上缘具有向第二槽内延伸的凸部，用于固定温度传感器。

3.根据权利要求1所述的芯片测试插座，其特征在于，加热元件为加热棒或加热片，设置在上盖内侧，使得当上盖闭合时，加热棒或加热片与待测芯片接触。

4.根据权利要求3所述的芯片测试插座，其特征在于，加热元件通过导热压片与待测芯片接触。

5.根据权利要求1所述的芯片测试插座，其特征在于，加热元件为加热丝或加热管，设置在底座的第一槽的内壁四周。

6.根据权利要求1所述的芯片测试插座，其特征在于，上盖包括盖体和盖板，盖板通过弹簧与盖体连接，并可相对盖体移动，用于对待测芯片施加压力。

7.根据权利要求6所述的芯片测试插座，其特征在于，盖板与盖体通过定位销限制盖板在垂直方向上移动。

8.根据权利要求1所述的芯片测试插座，其特征在于，还包括保护罩，通过紧固件固定在底座下方，用于在芯片测试插座存放时保护底座下表面裸露的弹簧探针的接触点。

9.根据权利要求1的芯片测试插座，其特征在于，固定组件包括一对卡爪，设置在上盖相对的两侧，底座上设有卡槽，当卡爪扣合在卡槽中时，上盖与底座相对固定。

10.根据权利要求1的芯片测试插座，其特征在于，固定组件包括卡爪，上盖与底座通过转轴转动连接，卡爪设置在上盖相对转轴的另一侧，底座设有与卡爪对应的卡槽，使得当卡爪扣合在卡槽中时，上盖与底座相对固定。

11.一种芯片测试系统，其特征在于，包括PCB板和如权利要求1-8任意一项所述的芯片测试插座。

12.一种芯片测试时的温度加热控制方法，其特征在于，使用权利要求9所述的芯片测试系统，包括以下步骤：

在插座内部设置加热元件用以加热待测芯片；

在插座底部凹槽中设置温度传感器用以实时测量待测芯片温度；

温度传感器通过探针与PCB板连接，将测得温度数据传输至PCB板控制元件，实时控制加热元件工作。