CN111289880A - 用于半导体芯片批量测试的高低温温箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,包括至少一层带有多个插入待测试半导体芯片的插槽的测试板、设置在温箱内壁内的进行气体热交换的换热器、对气体增压的气体动力装置、与气体动力装置的出风口连通的风道以及分别与每一层的测试板相对应的导风盒,各个导风盒的入风口与风道连通,每一导风盒内开设有多个朝向对应的测试板的喷孔。本发明的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱中,在空气动力装置的出风口处设置风道,为温箱内测试板上待测半导体芯片提供稳定的环境温度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片测试技术领域,具体涉及一种用于半导体芯片批量测试的高低温温箱。
背景技术
半导体芯片在进行批量测试时,为排除由于芯片自身温度差异引起的测试误差,需保证每批半导体芯片在测试时每个芯片所处的环境温度保持在一定的范围之内,所以需要特殊的高低温温箱来提供稳定的温度环境。此外,由于半导体芯片自身发热的原因,需要通过通风将半导体芯片散出的热量持续带走,从而保持所有芯片的温度在一定的范围内。
半导体芯片测试板如图1所示,多个插槽(socket)放置在测试板上,插槽为类似“凹”字形结构,半导体芯片位于插槽内部。为达到多数量半导体芯片同时测试的目的,通常采用如图2中所示的多层测试板堆叠放置的形式。
现有技术中传统的高低温箱的温箱风道为左右或者前后风道,这种温箱只有一个矩形形状出风口。由于半导体芯片位于插槽内部,在多层测试板堆叠放置时,受到传统的高低温箱的出风口位置和形状限制,不能做到温箱内风向和多个堆叠放置的测试板平行,且风道直吹的方式风很难吹到芯片表面。半导体芯片在测试时由于自身发热会影响流过它的空气温度,再由于多个半导体芯片阵列排布,流过风道上游的空气经半导体芯片自身的发热量加热后再流过下游插槽,会造成风道上下游的空气温度不同,不能满足给半导体芯片降温需求,无法保证所有的半导体芯片所处环境温度相同的要求。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,能够保证温箱内多层测试板上的所有半导体芯片所处环境温度稳定。
为实现上述目的,本发明所设计的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,包括至少一层带有多个插入待测试半导体芯片的插槽的测试板、设置在温箱内壁内的进行气体热交换的换热器、对气体增压的气体动力装置、与所述气体动力装置的出风口连通的风道以及分别与每一层测试板相对应的导风盒,各个所述导风盒的入风口与所述风道连通,每一所述导风盒内开设有多个朝向对应的测试板的喷孔。
可选的,所述喷孔开设在所述导风盒的底部并与下方测试板上的插槽一一对应。
可选的,所述导风盒内自所述入风口一侧的侧壁上延伸出导风盒风道挡板,所述导风盒风道挡板上开设有多个通风口,所述导风盒风道挡板上背离所述导风盒入风口的一侧设置多个与所述通风口对应的风道导向片。
可选的,所述风道导向片自所述导风盒风道挡板上的所述通风口的一侧向着远离所述导风盒入风口的方向倾斜且角度可调。
可选的,所述导风盒风道挡板自所述导风盒靠近的所述导风盒入风口的内壁上延伸而出但不与所述导风盒相对的内壁连接。
可选的,所述导风盒内设置有温度/压力传感器,所述温度/压力传感器检测到的所述导风盒内温度/压力用以调节所述换热器。
可选的,所述风道以所述气体动力装置的出风口为起点向两侧形成闭环风道,所述入风口位于所述闭环风道的一侧。
可选的,所述风道内对应每一所述入风口均设置有调节所述入风口大小的可调节挡板。
可选的,所述导风盒可拆卸地安装在对应的所述入风口处,所述导风盒上所述喷孔的数量和位置根据测试板上插槽的数量和位置来调整。
可选的,从所述喷孔中喷出的气体流过插槽内半导体芯片107后通过对应的测试板两侧在所述温箱内壁内回流至所述换热器进入下一个循环。
本发明的有益效果是:本发明的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱中,在空气动力装置的出风口处设置风道,气体经空气动力装置增压进入风道后由导风盒通过喷孔吹至测试板上的槽位及槽位上的半导体芯片,如此可保证半导体芯片的温度均匀性,为温箱内测试板上待测半导体芯片提供稳定的环境温度。
附图说明
图1为一片半导体芯片测试板的结构示意图;
图2为多层堆叠放置的半导体芯片测试板的结构示意图;
图3为本发明优选实施例的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱的主视图;
图4为图3中的回形风道的侧视图;
图5为图3中的导风盒的俯视图;
图6为图5中的导风盒的内部结构示意图。
图中各部件标号如下:温箱内壁100、换热器101、气体动力装置102、风道103、可调节挡板104、入风口105、导风盒106、半导体芯片107、插槽108、测试板109;
喷孔201、导风盒风道挡板202、风道导向片203、温度/压力传感器204。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和实施例,对本发明进一步详细说明。
本发明提供一种高低温温箱,在多槽位半导体芯片测试板同时测试时为每个半导体芯片提供稳定的温度以及良好的散热条件,其通过合理的风道设计以及空气温度/压力监测传感器来实现高低温温箱内所有待测半导体芯片所处环境温度稳定以及控制在一定范围内。
请参阅图3,其为本发明优选实施例的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱的温箱内壁100内绕气体动力装置(离心风机)102设有换热器101,空气经离心风机102增压后通过出风口通向风道103,温箱内循环空气经换热器101加热/冷却后经离心风机102作用吹入风道103。在图3中,实线箭头表示自离心风机102出来的空气的走向,虚线箭头表示经过半导体芯片107后的空气走向。
可选的,所述风道以所述气体动力装置的出风口为起点向两侧形成闭环风道,所述入风口位于所述闭环风道的一侧。
请结合参阅图4,风道103设置在温箱内壁100内的一侧沿着测试板109的堆叠的方向设置,且以离心风机102的出风口为起点对称地向两侧向下绕成闭环风道,风道103形成类似回形。在回形风道103内针对每一层测试板109均设置有可调节挡板104及入风口105。每一层测试板109对应的可调节挡板104用于对对应的导风盒入风口105进行调节,使导风盒入风口105被开启至合适的大小,从而从离心风机102吹入回形风道103中的空气均匀地进入每一层测试板109上方的导风盒106内。每一层测试板109对应的导风盒入风口105沿堆叠方向(纵向)设置在回形风道103中自离心风机102的出风口其中一侧的风路上。需要说明的是,本申请的风道还可以有其他形状,如为非对称的回路等,本申请对此不做限定。
如图4中的箭头方向所示,自离心风机102的出风口的空气在回形风道103中被分成两路——出风口其中一侧的空气在回形风道103一侧的风路中自上而下依次经过每一层测试板109对应的导风盒入风口105,出风口另一侧的空气在回形风道103另一侧的风路中经过后再在一侧的风路中自下而上依次经过每一层测试板109对应的导风盒入风口105。如此,自离心风机102的出风口进入回形风道103的空气一股自上而下经过每一导风盒入风口105,另一股自下而上经过每一导风盒入风口105,再配合每一导风盒入风口105处的可调节挡板104的调节作用,从而可保证回形风道103中的空气被均匀地分配到每一导风盒入风口105。可调节挡板104可以通过机械固定或者电磁调节等方法实现调节导风盒入风口105的开启大小。
进入每一导风盒106内的空气,再由导风盒106针对测试板109上的插槽108及插槽108内半导体芯片107进行分配。
请参阅图5,导风盒106内设置有喷孔201,喷孔201和下方测试板109上的插槽108一一对应,保证经过喷孔201的高速气流能直接吹到每一插槽108上的半导体芯片107的表面,从而给半导体芯片提供稳定的温度环境并带走半导体芯片自身散出的热量为半导体芯片降温。
请结合参阅图6,导风盒106内沿垂直于导风盒入风口105处的风向的方向上设置有导风盒风道挡板202,将导风盒入风口105处风向的方向上的喷孔201隔成两部分,防止从导风盒入风口105进入的气体形成回旋。可选的,本申请实施例的风道挡板还可以有其他设置方式,如与导风盒入风口105处的风向的方向倾斜设置等,本申请对此不做限定。导风盒风道挡板202自导风盒106靠近的导风盒入风口105的内壁上延伸而出,但并不连接相对的内壁(并不把导风盒106分隔成两半)。导风盒风道挡板202上开设有多个通风口,导风盒风道挡板202上背离导风盒入风口105的一侧设置多个与通风口对应的风道导向片203,风道导向片203自导风盒风道挡板202上的通风口的一侧向着远离导风盒入风口105的方向倾斜。通过设置风道导向片203与导风盒风道挡板202之间的角度来优化导风盒106内部的空气流场和压力场,目的是保证多个喷孔201处的空气温度、速度相同,为喷孔201对应的插槽108上的待测半导体芯片107提供相同的散热环境。风道导向片203可以设置不同的角度,通过流场仿真、测试等来确定风道导向片203的角度,使得导风盒106内空气流场达到最佳效果。
导风盒106内置有温度/压力传感器204,根据温度/压力传感器204侦测的空气温度来调节换热器101温度来调节循环空气的温度。
导风盒106做成可拆卸结构,从而可根据测试板109上不同的插槽108的位置来灵活调整喷孔201的数量、位置,来适用于不同的芯片负载板。
请重新再参阅图3,其中虚线箭头表示经过半导体芯片107后的空气走向。流过测试板109上的插槽108内半导体芯片107的空气再通过测试板109两侧向上回流,最后到达换热器101进入下一个循环。
上述用于半导体芯片批量测试的高低温温箱将从离心风机102出风口流出的空气先由回形风道103进行压力补偿,使进入各层测试板109(的导风盒106的导风盒入风口105)的压力/风量差异减少;通过可调节挡板104的位置控制导风盒入风口105的开启大小,可平衡多层导风盒106内空气的压力和流量;导风盒106内的风道导向片203与导风盒风道挡板202之间的角度可优化导风盒106内部的空气流场和压力场,从而保证多个对应待测半导体芯片107的喷孔201处的空气温度、速度相同,为待测半导体芯片107提供相同的散热环境,保证所有半导体芯片107的温度在一定的区间内(比如所有半导体芯片温度控制在±2℃以内)。
相较现有技术而言,本发明的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,至少具有以下优点:
(1)由于多层层叠原因会导致上下位置不同的测试板109处的风压不同、进入每层测试板109的风量不同,为消除差异,本发明的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱在离心风机102的出风口处设置回形风道103,空气经离心风机102增压进入回形风道103后经过回形风道103两侧通道向下传输,回形风道103通向各层测试板109的一侧通道的压力,经过回形风道103另一侧通道的压力补偿后进入各层测试板109,从而最大化降低上下层位置的压力差,减少进入不同位置的测试板109的压力/风量差异。
(2)高低温温箱内分别针对每一层测试板109设置一个导风盒106,为每一层测试板109进行送风分配,导风盒入风口105处增加可调节挡板104,可以通过调节可调节挡板104的位置控制导风盒入风口105的开启大小,来平衡多层导风盒106内空气的压力和流量。
(3)当高低温温箱内的某一层未放置测试板109时,可以关闭该层对应的导风盒入风口105来降低循环空气需求量,可以间接的降低离心风机102转速,达到降低能耗的效果。
(4)导风盒106对应测试板109上每一插槽108内的半导体芯片107设有向半导体芯片107通风的喷孔201,沿垂直于导风盒入风口105处的风向的方向上设置有带风道导向片203的导风盒风道挡板202,通过设置风道导向片203与导风盒风道挡板202之间的角度可优化导风盒106内部的空气流场和压力场,从而保证多个喷孔201处的空气温度、速度相同,为喷孔201对应的插槽108上的待测半导体芯片107提供相同的散热环境。
综上所述,本发明的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱为提供半导体芯片批量测试提供风道架构,利用合理的风道控制将稳定温度和流量的空气均匀地吹至每一待测半导体芯片表面,为多个芯片提供稳定的温度环境并且具有良好的散热能力,降低由于温度差异引起的测试误差,从而在半导体芯片测试时保证所有半导体芯片的温度在一定的区间内,最终达到保证半导体芯片在做批量测试时芯片所处温度环境以及散热能力相同的效果。
本发明的以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:包括至少一层带有多个插入待测试半导体芯片(107)的插槽(108)的测试板、设置在温箱内壁(100)内的进行气体热交换的换热器(101)、对气体增压的气体动力装置(102)、与所述气体动力装置(102)的出风口连通的风道(103)以及分别与每一层测试板(109)相对应的导风盒(106),所述导风盒(106)的入风口(105)与所述风道(103)连通,每一所述导风盒(106)内开设有多个朝向对应的测试板(109)的喷孔(201)。
2.根据权利要求1所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述喷孔(201)开设在所述导风盒(106)的底部并与下方测试板(109)上的插槽(108)一一对应。
3.根据权利要求1所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述导风盒(106)内自所述入风口(105)一侧的侧壁上延伸出导风盒风道挡板(202),所述导风盒风道挡板(202)上开设有多个通风口,所述导风盒风道挡板(202)上背离所述导风盒入风口(105)的一侧设置多个与所述通风口对应的风道导向片(203)。
4.根据权利要求3所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述风道导向片(203)自所述导风盒风道挡板(202)上的所述通风口的一侧向着远离所述导风盒入风口(105)的方向倾斜且角度可调。
5.根据权利要求3所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述导风盒风道挡板(202)自所述导风盒(106)靠近的所述导风盒入风口(105)的内壁上延伸而出但不与所述导风盒(106)相对的内壁连接。
6.根据权利要求1所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述导风盒(106)内设置有温度/压力传感器(204),所述温度/压力传感器(204)检测到的所述导风盒(106)内温度/压力用以调节所述换热器(101)。
7.根据权利要求1所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述风道(103)以所述气体动力装置(102)的出风口为起点向两侧形成闭环风道,所述入风口(105)位于所述闭环风道的一侧。
8.根据权利要求7所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述风道(103)内对应每一所述入风口(105)均设置有调节所述入风口大小的可调节挡板(104)。
9.根据权利要求1所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:所述导风盒(106)可拆卸地安装在对应的所述入风口(105)处,所述导风盒(106)上所述喷孔(201)的数量和位置根据测试板(109)上插槽(108)的数量和位置来调整。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于半导体芯片批量测试的高低温温箱,其特征在于:从所述喷孔(201)中喷出的气体流过插槽(108)内半导体芯片(107)后通过对应的测试板(109)两侧在所述温箱内壁(100)内回流至所述换热器(101)进入下一个循环。
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