CN110346351A - 一种拉曼探针冷热台及其气体环境测试腔组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拉曼探针冷热台及其气体环境测试腔组件，拉曼探针冷热台，包括测试腔组件和设置于测试腔组件上的显微镜，测试腔组件包括外壳和外壳上盖板，外壳上盖板上设置有供显微镜拉曼观察的观察窗，外壳内设置有供芯片放置的载物台和用于向待检测芯片的相应极端电性连接的探针，外壳上设置有与外壳内腔连通的用于向外壳内腔通入试验气体或抽真空的气体接头，外壳上还设置有用于与对应探针电性连接的电接头，所述外壳内还设置有加热装置。气体接头可以实现外壳内部的真空环境或者充入所需的不同试验气体环境，而且外壳内部设置有加热装置，可以实现在不同温度下的试验环境，功能多，通用性强，可以满足不同测试环境的要求，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及测试设备领域，具体涉及一种拉曼探针冷热台及其气体环境测试腔组件。
背景技术
探针台主要应用于半导体行业、光电行业、超导、集成电路等领域，用来测试芯片、气体传感器以及封装器件的测试。旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。探针台一般包括供芯片安装的测试腔组件和设置于测试腔组件上方的显微镜。例如半导体传感器在生产和研制过程中，需要对芯片进行检验和测试，半导体传感器外形是多样的，直径规格有多种，在测试过程中需要配合显微镜来对位探针到测试触点来测试电化学信号以及观察芯片表面物理现象（拉曼效应）进行观察。例如内含半导体传感器的气体传感器，可以感应检测周围易燃易爆或有毒气体的泄露浓度，对该气体传感器进行测试时，需要对测试腔组件中进行填充不同浓度的相应气体。针对不同的测试要求，可能还需要不同温度的测试环境以及不同真空度的测试环境等等，而现有的探针台功能单一，通用性差，导致使用不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种拉曼探针冷热台，以满足微电化学信号和光化学信号在不同环境下同时测试的需求；同时，本发明的目的还在于提供一种上述探针台所使用的气体环境测试腔组件。
为实现上述目的，本发明的一种拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件采用如下技术方案：一种拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，包括外壳和外壳上盖板，外壳上盖板上设置有用于供显微镜拉曼观察的观察窗，所述外壳内设置有供芯片放置的载物台和用于向待检测芯片的相应极端电性连接的探针，外壳上设置有与外壳内腔连通的用于向外壳内腔通入试验气体或抽真空的气体接头，外壳上还设置有用于与对应探针电性连接的电接头，所述外壳内还设置有加热装置。
所述加热装置包括壳体，载物台为导热块，壳体上设置有供载物台放置的安装腔，导热块上设置有加热丝或加热棒，导热块上还设置有温度传感器。
所述壳体上设置有用于冷却载物台的载物台冷却结构，载物台冷却结构包括与安装腔均分别连通的第一冷却通道和第二冷却通道，外壳上设置有与第一冷却通道连通的第一冷却接头和与第二冷却通道连通的第二冷却接头。
所述外壳上设置有用于对外壳进行冷却的外壳冷却结构，外壳冷却结构包括设置于外壳底壁外侧面上的冷却槽和与冷却槽密封配合的冷却槽密封片，外壳上设置有与冷却槽的两端分别连通的第三冷却接头和第四冷却接头。
所述冷却槽在外壳侧壁上形成C形结构、U形结构以及一个长边具有缺口的矩形结构中的任意一种。
所述探针的数量为两个以上，各探针通过调节结构活动安装于外壳的底壁上，以实现各探针与待检测芯片之间的位置调节，以适应不同规格的待检测芯片。
所述调节结构包括设置于外壳底壁上的导轨和与导轨导向移动安装的导向块，探针连接于导向块上，以实现探针水平远离或靠近载物台，导向块与导轨之间设置有锁紧螺钉。
各所述探针均通过探针安装柱转动安装于导向块上，导向块上设置有供探针安装柱转动安装的安装孔，并依靠探针安装柱与安装孔之间的摩擦力对探针安装柱位置进行固定。
所述外壳上盖板上上设置有观察孔，观察窗包括密封安装于观察孔中的玻璃板，观察孔中于玻璃板的外侧还设置有压板，压板上设置有供操作扳手卡挚配合以拆卸玻璃板的卡槽。
本发明的一种拉曼探针冷热台采用如下技术方案：一种拉曼探针冷热台，包括测试腔组件和设置于测试腔组件上的显微镜，测试腔组件包括外壳和外壳上盖板，外壳上盖板上设置有供显微镜拉曼观察的观察窗，所述外壳内设置有供芯片放置的载物台和用于向待检测芯片的相应极端电性连接的探针，外壳上设置有与外壳内腔连通的用于向外壳内腔通入试验气体或抽真空的气体接头，外壳上还设置有用于与对应探针电性连接的电接头，所述外壳内还设置有加热装置。
所述加热装置包括壳体，载物台为导热块，壳体上设置有供载物台放置的安装腔，导热块上设置有加热丝或加热棒，导热块上还设置有温度传感器。
所述壳体上设置有用于冷却载物台的载物台冷却结构，载物台冷却结构包括与安装腔均分别连通的第一冷却通道和第二冷却通道，外壳上设置有与第一冷却通道连通的第一冷却接头和与第二冷却通道连通的第二冷却接头。
所述外壳上设置有用于对外壳进行冷却的外壳冷却结构，外壳冷却结构包括设置于外壳底壁外侧面上的冷却槽和与冷却槽密封配合的冷却槽密封片，外壳上设置有与冷却槽的两端分别连通的第三冷却接头和第四冷却接头。
所述冷却槽在外壳侧壁上形成C形结构、U形结构以及一个长边具有缺口的矩形结构中的任意一种。
所述探针的数量为两个以上，各探针通过调节结构活动安装于外壳的底壁上，以实现各探针与待检测芯片之间的位置调节，以适应不同规格的待检测芯片。
所述调节结构包括设置于外壳底壁上的导轨和与导轨导向移动安装的导向块，探针连接于导向块上，以实现探针水平远离或靠近载物台，导向块与导轨之间设置有锁紧螺钉。
各所述探针均通过探针安装柱转动安装于导向块上，导向块上设置有供探针安装柱转动安装的安装孔，并依靠探针安装柱与安装孔之间的摩擦力对探针安装柱位置进行固定。
所述外壳上盖板上上设置有观察孔，观察窗包括密封安装于观察孔中的玻璃板，观察孔中于玻璃板的外侧还设置有压板，压板上设置有供操作扳手卡挚配合以拆卸玻璃板的卡槽。
本发明的有益效果：气体接头可以实现外壳内部的真空环境或者充入所需的不同试验气体环境，而且外壳内部设置有加热装置，可以实现在不同温度下的试验环境，功能多，通用性强，可以满足不同测试环境的要求，使用方便。
附图说明
图1是本发明的一种拉曼探针冷热台的一个实施例中的测试腔组件的结构示意图一；
图2是本发明的一种拉曼探针冷热台的一个实施例中的测试腔组件的结构示意图二；
图3是本发明的一种拉曼探针冷热台的一个实施例中的测试腔组件的结构示意图三；
图4是图1中测试腔组件去除上侧壁后的结构示意图；
图5是图1中加热装置的结构示意图一；
图6是图1中加热装置的结构示意图二；
图7是图6在A-A处的剖视图；
图8是图6在B-B处的剖视图；
图9是图1中测试腔组件的另一角度的结构示意图；
图10是图9在C-C处的剖视图。
具体实施方式
本发明的一种拉曼探针冷热台的实施例，如图1-10所示，包括测试腔组件和设置于测试腔组件上方的显微镜（图中未显示）。测试腔组件包括外壳1和外壳上盖板3，外壳上盖板3上设置有供显微镜拉曼观察的观察窗4。外壳1内设置有供芯片放置的载物台15和用于向待检测芯片的相应极端电性连接的探针16，本实施例中探针16的数量为4个，探针16为弹性探针可上下掰动。外壳1上设置有与外壳内腔连通的用于向外壳内腔通入试验气体或抽真空的气体接头6。外壳1上还设置有用于与对应探针电性连接的电接头5，同样地，电接头5的数量也为4个。外壳1内还设置有加热装置17。
加热装置17包括壳体20，载物台15为导热块，壳体20上设置有供载物台放置的安装腔21，安装腔21上下贯穿壳体20，安装腔21的底部设置有密封板24，载物15台由上向下密封安装于安装腔21中。导热块上设置有加热棒，导热块上还设置有温度传感器。载物台上设置有供加热棒穿装的加热棒安装孔25，加热棒安装孔的数量为两个，加热棒的数量也为两个。载物台上还设置有温度传感器安装孔26，温度传感器安装孔26位于两个加热棒安装孔25之间。外壳上还设置有数据端子固定座7，数据端子固定座7上设有用于向加热棒供电的电源插孔13和用于与温度传感器电性连接的数据传输-电源插孔14，载物台的温度控制采用外部闭环回路控制，此部分内容属于现有技术，此处不再详细描述其电路具体结构。壳体20上设置有用于冷却载物台的载物台冷却结构，载物台冷却结构包括与安装腔21均分别连通的第一冷却通道22和第二冷却通道23，外壳上设置有与第一冷却通道连通的第一冷却接头8和与第二冷却通道连通的第二冷却接头9。
在试验过程中操作人员可能要移动测试腔组件，防止外壳的两端烫手，在外壳上设置有用于对外壳进行冷却的外壳冷却结构。外壳冷却结构包括设置于外壳底壁外侧面上的冷却槽12和与冷却槽密封配合的冷却槽密封片（图中未显示），外壳上设置有与冷却槽的两端分别连通的第三冷却接头10和第四冷却接头11。冷却槽12在外壳侧壁上形成一个长边具有缺口的矩形结构。
各探针通过调节结构活动安装于外壳的底壁上，以实现各探针与待检测芯片之间的位置调节，以适应不同规格的待检测芯片。调节结构包括设置于外壳底壁上的导轨18和与导轨18导向移动安装的导向块19，导轨的长度方向沿水平方向延伸，探针16连接于导向块19上，以实现探针水平远离或靠近载物台，导向块与导轨之间设置有锁紧螺钉。各探针16均通过探针安装柱20转动安装于导向块19上，导向块上设置有供探针安装柱转动安装的安装孔，并依靠探针安装柱与安装孔之间的摩擦力对探针安装柱位置进行固定。
外壳上盖板上设置有观察孔，观察窗包括通过密封环密封安装于观察孔中的玻璃板29，观察孔中于玻璃板的外侧还设置有压板27。压板上设置有供操作扳手卡挚配合以拆卸玻璃板的卡槽28，两个卡槽28对称设置，本实施例中观察孔中具有内螺纹段，压板27螺纹连接于观察孔中。
使用时，将待测试芯片放置于在载物台上，将探针移至合适位置并将相应探针压接在待测试芯片的相应电极上，由电接头与外部电源连接。气体接头可以实现外壳内部的真空环境或者充入所需的不同试验气体环境，而且外壳内部设置有加热装置，通过加热棒和温度传感器可以控制载物台的温度即控制待测试芯片的测试温度环境，可以实现在不同温度下的试验环境，通过显微镜对待测试芯片的表面现象进行观察，观察拉曼效应的同时还能够测试电信号，通用性强，可以满足不同测试环境的要求，使用方便。
在本发明的其他实施例中，本实施例中探针的数量可根据实际需要也可以为两个，此时两个探针分别与待测试芯片的正负极连接；加热装置也可以为缠绕于载物台上的加热丝；加热装置也可以设置于外壳中对外壳中的环境进行加热，而不直接对载物台进行加热；冷却槽和冷却槽密封片也可以由冷却孔代替；冷却槽在外壳侧壁上也可以形成C形结构；冷却槽在外壳侧壁上也可以形成U形结构。
本发明的一种拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件的实施例与上述一种拉曼探针冷热台的各实施例中的测试腔组件的结构相同，此处不再赘述。
Claims (10)
1.一种拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，包括外壳和外壳上盖板，外壳上盖板上设置有用于供显微镜拉曼观察的观察窗，其特征在于：所述外壳内设置有供芯片放置的载物台和用于向待检测芯片的相应极端电性连接的探针，外壳上设置有与外壳内腔连通的用于向外壳内腔通入试验气体或抽真空的气体接头，外壳上还设置有用于与对应探针电性连接的电接头，所述外壳内还设置有加热装置。
2.根据权利要求1所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述加热装置包括壳体，载物台为导热块，壳体上设置有供载物台放置的安装腔，导热块上设置有加热丝或加热棒，导热块上还设置有温度传感器。
3.根据权利要求2所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述壳体上设置有用于冷却载物台的载物台冷却结构，载物台冷却结构包括与安装腔均分别连通的第一冷却通道和第二冷却通道，外壳上设置有与第一冷却通道连通的第一冷却接头和与第二冷却通道连通的第二冷却接头。
4.根据权利要求3所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述外壳上设置有用于对外壳进行冷却的外壳冷却结构，外壳冷却结构包括设置于外壳底壁外侧面上的冷却槽和与冷却槽密封配合的冷却槽密封片，外壳上设置有与冷却槽的两端分别连通的第三冷却接头和第四冷却接头。
5.根据权利要求4所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述冷却槽在外壳侧壁上形成C形结构、U形结构以及一个长边具有缺口的矩形结构中的任意一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述探针的数量为两个以上，各探针通过调节结构活动安装于外壳的底壁上，以实现各探针与待检测芯片之间的位置调节，以适应不同规格的待检测芯片。
7.根据权利要求6所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述调节结构包括设置于外壳底壁上的导轨和与导轨导向移动安装的导向块，探针连接于导向块上，以实现探针水平远离或靠近载物台，导向块与导轨之间设置有锁紧螺钉。
8.根据权利要求7所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：各所述探针均通过探针安装柱转动安装于导向块上，导向块上设置有供探针安装柱转动安装的安装孔，并依靠探针安装柱与安装孔之间的摩擦力对探针安装柱位置进行固定。
9.根据权利要求1所述的拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件，其特征在于：所述外壳上盖板上设置有观察孔，观察窗包括密封安装于观察孔中的玻璃板，观察孔中于玻璃板的外侧还设置有压板，压板上设置有供操作扳手卡挚配合以拆卸玻璃板的卡槽。
10.一种拉曼探针冷热台，包括测试腔组件和设置于测试腔组件上方的显微镜，其特征在于：所述测试腔组件使用权利要求1-9中任一项所述拉曼探针冷热台用气体环境测试腔组件。
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