CN111965519A - 一种芯片测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及芯片测试技术领域，提供一种芯片测试设备。该芯片测试设备包括分别安装于测试台架上的取料机构、测试定位机构、加电机构、注水机构和测试机构；取料机构位于测试定位机构的一侧，用以将取得的芯片放至测试定位机构上并在测试完成之后取走芯片；加电机构位于测试定位机构的另一侧，用以给测试定位机构上的芯片进行加电；注水机构与测试定位机构相连，用以对位于测试定位机构上的芯片进行散热降温；测试机构包括积分球，积分球的入光口靠近测试定位机构上的芯片的出光端。本发明实施例提供的芯片测试设备，提高了芯片的测试效率，一定程度上减少了出现芯片过热而导致报废的情况。

Description

一种芯片测试设备

技术领域

本发明实施例涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种芯片测试设备。

背景技术

芯片广泛应用以移动终端、计算机设备、人脸识别、智能家居、航空航天等各个领域当中。在芯片的研发和使用过程中，一般需要对芯片的多项参数(如光束发散角、光功率、电流、电压等)进行测试，以确定芯片的性能和工作状态是否满足要求。

现有的芯片测试装置的自动化程度较低，大部分测试操作过程需要人工操作来完成。如通过人工利用测试工装对芯片进行定位后，进行人工加电测试，测试完成之后又通过人工从测试工装上取走芯片，测试效率低。另外，在对一些大功率芯片进行测试过程中，芯片会产生很高热量，如不对其进行散热处理，会造成芯片由于过热而报废。

发明内容

本发明实施例提供一种芯片测试设备，用以解决现有技术中测试装置的自动化程度低，需要诸多人工操作，导致芯片测试效率低，以及芯片在测试过程中容易出现高热而导致芯片报废的问题。

所述取料机构位于所述测试定位机构的一侧，用以将取得的芯片放至所述测试定位机构上并在测试完成之后取走所述芯片；

所述加电机构位于所述测试定位机构的另一侧，用以给所述测试定位机构上的所述芯片进行加电；

所述注水机构与所述测试定位机构相连，用以对位于所述测试定位机构上的所述芯片进行散热降温；

所述测试机构包括积分球，所述积分球的入光口靠近所述测试定位机构上的所述芯片的出光端。

其中，所述测试定位机构包括载物台，所述载物台具有承载面，所述载物台的承载面上凸设有凸台，用以将芯片放置于所述凸台的台面上，所述载物台的内部设置有冷却液通道，所述凸台的台面上开设有与所述冷却液通道连通的第一连通孔，所述注水机构通过注水管与所述冷却液通道连通。

其中，所述载物台的内部设置有气体通道，所述凸台的台面上开设有与所述气体通道连通的第二连通孔。

其中，所述注水机构包括针筒、电机、丝杆和推板，所述电机的输出端与所述丝杆连接，所述针筒的活动端与所述推板抵接，所述推板活动连接于所述丝杆，所述推板随所述丝杆的转动沿所述丝杆的轴向运动，所述针筒通过所述注水管与所述冷却液通道连通。

其中，所述加电机构包括探针和探针支座，所述探针包括加电段和固定段，所述加电段的一端可拆卸安装于所述固定段的一端，所述加电段远离所述固定段的一端用以与所述芯片相接触，所述固定段远离所述加电段的一端用以固定于所述探针支座且与电源装置电性连接。

其中，所述取料机构包括吸嘴和机架，所述吸嘴固定于所述机架用以吸取所述芯片，所述测试台架上还安装有第一移动机构，所述第一移动机构的驱动端与所述机架相连。

其中，所述吸嘴内设置有吸气通道，所述吸嘴具有用以吸取所述芯片的吸取端，所述吸取端的端面上凸设有多个用以与芯片的非功能区接触的接触脚，每一所述接触脚的自由端的端面上设置有与所述吸气通道连通的吸气口，多个所述接触脚相互间隔，以在任意相邻两个所述接触脚之间形成避让空间。

其中，还包括送料机构，所述送料机构包括第二移动机构和料盘，所述料盘安装于所述第二移动机构，所述第二移动机构安装于测试台架，用以驱动所述料盘移至所述吸嘴的下方。

其中，所述料盘包括基板，所述基板具有用以承载料盒的承载面，所述承载面上设置有限位槽，所述基板内部设置有用以与外部真空吸附装置连通的气道，所述限位槽的底壁开设有气孔，所述气孔与所述气道连通，用以吸附位于所述限位槽处的料盒。

其中，还包括安装于测试台架的图像识别机构，所述图像识别机构与所述第二移动机构通过控制器相连，所述控制器根据所述图像识别机构识别到的芯片位置修正所述第二移动机构的运动轨迹，并控制所述第二移动机构驱动所述料盘移至所述吸嘴下方对应位置。

本发明实施例提供的芯片测试设备，通过取料机构、测试定位机构和加电机构代替人工取放、定位和测试芯片，形成全自动化芯片测试专业设备，提高了测试效率；利用注水机构对正在测试的芯片进行散热降温处理，一定程度上减少了出现芯片过热而导致报废的情况。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例芯片测试设备的结构示意图；

图2为图1中芯片测试设备的俯视图；

图3为本发明实施例取料机构的结构示意图；

图4为图3中吸嘴的结构示意图；

图5为图4中吸嘴于另一视角的结构示意图；

图6为图4中吸嘴于又一视角的结构示意图；

图7为本发明实施例测试定位机构的结构示意图；

图8为图7中载物台的结构示意图；

图9为本发明实施例注水机构的结构示意图；

图10为图9中注水机构另一是视角的结构示意图；

图11为本发明实施例加电机构的结构示意图；

图12为图11中探针支座处的结构示意图；

图13为图11中探针的结构示意图；

图14为本发明实施例中料盘的机构示意图；

图15为图14中基板的机构示意图。

图中：1、取料机构；11、吸嘴；111、接触脚；112、吸气口；113、避让空间；114、第一凸台；115、基体；116、吸气通道；117、安装孔；12、机架；13、真空管；14、驱动装置；15、真空管接口；16、真空表；2、注水机构；21、针筒；22、电机；23、丝杆；24、推板；25、螺母；26、夹具；27、底座；28、减速机；29、支撑转轴；210、传感器；212、推杆；211、筒体；213、注射头；3、测试定位机构；31、载物台；311、承载面；312、第二凸台；313、第一连通孔；314、第二连通孔；315、导向槽；32、限位装置；321、夹持件；322、导向部；33、基座；34、旋转座；35、立柱；4、加电机构；41、探针；411、加电段；412、固定段；413、凸起；42、探针支座；421、探针安装孔；43、安装座；44、移动驱动装置；45、左右调节架；46、前后调节架；51、第一直线驱动装置；6、送料机构；61、料盘；611、基板；612、料盒；612a、第一料盒；612b、第二料盒；613、限位槽；613a、第一限位槽；613b、第二限位槽；614、气孔；615、第三凸台；616、第一功能区；617、第二功能区；618、擦水区；6111、第一边界；6112、第二边界；62、第二直线驱动装置；63、第三直线驱动装置；7、图像识别机构；8、测试机构；81、积分球；82、固定座；9、离子风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1所示为本发明实施例芯片测试设备的结构示意图，如图2所示为图1的俯视图。该芯片测试设备包括测试台架和取料机构1、测试定位机构3、加电机构4、注水机构2和测试机构8，取料机构1、测试定位机构3、加电机构4、注水机构2、测试机构8均安装于测试台架上。取料机构1位于测试定位机构3的一侧，用以将取得的芯片放至测试定位机构3并在测试完成之后取走芯片。加电机构4位于测试定位机构3的另一侧，用以给测试定位机构3上的芯片进行加电。注水机构2与测试定位机构相连，用以对位于测试定位机构3上的芯片进行散热降温。测试机构8包括积分球81，积分球81的入光口靠近测试定位机构3上的芯片的出光端。

具体的，取料机构1取得芯片后，将其放至测试定位机构3用于放置芯片的承载位置上，以供测试定位机构3对芯片进行定位，并通过加电机构4对芯片进行加电测试。在测试过程中，通过注水机构2对测试定位机构3上正在进行测试的芯片进行散热降温，测试结束之后，取料机构1再将测试定位机构3上的已测芯片取走。

本发明实施例提供的芯片测试设备，通过取料机构1、测试定位机构3和加电机构4代替人工取放、定位和测试芯片，形成全自动化芯片测试设备，提高了测试效率；不需要人工配合工装夹具对芯片进行定位，提高了测量准确性；利用注水机构2对正在测试的芯片进行散热降温处理，一定程度上减少了出现芯片过热而导致报废的情况。

如图3所示为本发明实施例取料机构的结构示意图，本发明实施例中，取料机构1包括吸嘴11和机架12，吸嘴11固定安装于机架12用以吸取芯片，测试台架上还安装有第一移动机构，取料机构1的机架12安装于第一移动机构，第一移动机构用以驱动吸嘴移动至测试定位机构用以放置芯片的承载位置的上方。

其中，第一移动机构可以包括X轴方向的驱动装置和Y轴方向的驱动装置，按照系统设定的运行程序，分别通过X轴方向的驱动装置和Y轴方向的驱动装置驱动取料机构1沿X轴和Y轴的进给运动，从而将取料机构1的吸嘴11移动至测试定位机构用以放置芯片的承载位置的上方。

为了简化设备机构，本实施例中，第一移动机构可以只提供一个方向的驱动力，例如，包括第一直线驱动装置51，取料机构1通过吸嘴11吸取芯片后，通过第一直线驱动装置51驱动取料机构1做直线运动移至测试定位机构的芯片承载位置的上方。为了让取料机构在第一直线驱动装置51的驱动下即可到达测试定位机构的芯片承载位置的上方，取料机构1的吸嘴11应与测试定位机构上的芯片承载位置位于同一竖直平面内。这样通过送料机构6将芯片运送到吸嘴11的下方适合吸嘴11直接吸取的位置，取料机构1即可在第一直线驱动装置51的驱动下按固定的运动轨迹做来回直线移动，执行取放芯片的动作。

其中，第一直线驱动装置51可以为直线模组电机，直线模组电机包括滑台和固定于滑台一端的电机，电机的输出端固定连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆上活动连接有滑座。取料机构1的机架12固定安装于第一直线驱动装置51的滑座上，在电机的驱动下，滚珠丝杆转动从而驱动滑座沿滚珠丝杆轴线方向移动，从而带动取料机构1沿滚珠丝杆轴线方向移动。当然，第一直线驱动装置51还可以为气缸和导轨组件，取料机构1滑动安装于导轨，气缸固定于导轨的一端，气缸的输出端通过连杆与取料机构1连接，在气缸的直线驱动下，连杆推动取料机构1沿导轨移动。

本发明实施例中，吸嘴11设置于机架12上，取料机构1能通过吸嘴11来吸附芯片。如图4所示为图3中吸嘴的结构示意图，如图5所示为图4中吸嘴于另一视角的结构示意图，如图6所示为图4中吸嘴于又一视角的结构示意图。为了解决通过现有的吸嘴吸附芯片，易损伤芯片的功能区的问题，在本实施例中，吸嘴11内设置有吸气通道116，吸嘴11具有用以吸取芯片的吸取端，吸取端的端面上凸设有多个用以与芯片的非功能区接触的接触脚111，每一接触脚111的自由端的端面上设置有与吸气通道116连通的吸气口112，多个接触脚111相互间隔，以在任意相邻两个接触脚111之间形成避让空间113。其中，芯片通常会包括基板和设置于基板上的电子器件，而芯片的非功能区是指基板上未设置有电子器件和金丝的区域。

本发明实施例中，取料机构还包括压力传感器(未在图中示出)，压力传感器设置于吸嘴11上，压力传感器用以检测吸嘴11的接触脚111对芯片的压力；这样在吸嘴11移动以让接触脚111与芯片接触的过程中，通过压力传感器能实时检测接触脚111对芯片的压力，从而能避免出现接触脚111对芯片的压力过大，导致芯片被压碎的问题。

本发明实施例提供的吸嘴11通过接触脚111来接触吸附芯片的非功能区，多个接触脚111之间形成了避让空间113，避免了吸嘴11的吸取端与芯片的功能区接触，这样吸嘴11就不易对芯片的功能区造成损伤。

吸嘴11设置有多个接触脚111，具体的，如图4和图5所示，在本实施例中，吸取端的端面上凸设有第一凸台114，多个接触脚111凸设于第一凸台114上。在吸取端设置第一凸台114，并将接触脚111设置在第一凸台114上，有利于提升接触脚111的强度，不易出现接触脚111被折断的情况。

芯片的功能区通常会凸设有发光条，而发光条的两侧会形成有非功能区，故进一步，如图4和图5所示，在本实施例中，接触脚111设置有两个，且两个接触脚111在第一方向上间隔相对，吸气口112沿与第一方向垂直的方向布置于接触脚111上。该两个接触脚111之间形成了用以避让发光条的避让空间113，这样不易造成发光条划伤，并且，接触脚111仅设置有两个，这样不但吸嘴11的结构较为简单，也能通过吸嘴11较为平稳地吸附起芯片。单个接触脚111上设置有吸气口112，单个接触脚111上可以是设置有一个或者多个吸气口112，吸气口112的形状可以为圆形口、方形口或者椭圆形口等。而吸气口112沿与第一方向垂直的方向布置于接触脚111上，可以是指在单个接触脚111上设置多个吸气口112，且该多个吸气口112沿第一方向垂直的方向间隔布置于接触脚111上；还可以如图6所示，在本实施例中，吸气口112为沿与第一方向垂直的方向延伸的长条形口设置，而将两个吸气口112设置为长条形口，使得两个吸气口112的形状能与发光条的两侧的非功能区的形状更为适配，以尽可能的增大吸嘴11对芯片的吸附面积，从而能通过吸嘴11较为平稳地吸附起芯片。

吸嘴11设置于机架12上，具体的，如图3所示，机架12上设置有沿上下向延伸的真空管13，吸嘴11设置于真空管13的下端，且吸嘴11的吸气口112朝下，吸嘴11的吸气通道116与真空管13连通(如图3所示，真空管13设置有真空管接口15，以通过真空管接口15连通外部真空系统)。

吸嘴11设置于真空管13的下端，具体的，如图4至图6所示，在本实施例中，吸嘴11包括用以与真空管13连接的基体115，基体115包括相背的第一端面和第二端面，多个接触脚111设置于第一端面上(第一端面即为吸取端的端面)，第二端面上设置有安装孔117，真空管13的下端安装于安装孔117内，且与吸气通道116连通，通过设置安装孔117能实现真空管13与吸嘴11之间的安装定位。

进一步，如图5和图6所示，在本实施例中，第一端面上且位于多个接触脚111的外围贯设有安装孔117，用以通过在安装孔117处设置螺接件(未在图上示出)，而将吸嘴11安装于真空管13上。吸嘴11通过螺接件安装于真空管13上，这样吸嘴11的拆装会较为便利。并且，当安装孔117设置有多个，且多个安装孔117呈环绕多个接触脚111设置时，这样有利于将吸嘴11牢固地安装于真空管13上，例如，基体115为长方体，第一端面为方形，安装孔117设置有四个，该四个安装孔117分别设置于第一端面的四个转角处。

更进一步，如图5所示，在本实施例中，安装孔117呈沉孔设置，将安装孔117设置为沉孔，这样在将螺接件安装于安装孔117处时，能避免出现螺接件突出于第一端面的情况。

取料机构1能通过吸嘴11来来吸附芯片，而吸嘴11通常是能活动的，例如，吸嘴11可以具有上下向和/或水平向的活动行程等，具体的，如图3所示，在本实施例中，真空管13为能上下移动地设置于机架12上，取料机构1还包括驱动装置14(驱动装置14可以为电机等)，驱动装置14用以驱动真空管13上下移动。这样取料机构1的运动方式较为简单。

在本实施例中，取料机构1还包括与真空管13连通的真空表16，真空表16用以检测吸嘴11对芯片的吸附力。通过真空表16能控制吸嘴11对芯片的吸附力，其中，真空表16可以是固定于机架12上的。

如图7所示为本发明实施例测试定位机构的结构示意图，本发明实施例中，该测试定位机构3包括载物台31，如图8所示为图7中载物台的结构示意图。载物台31具有承载面311，载物台31的承载面311上凸设有第二凸台312，用以将芯片放置于第二凸台312的台面上。其中，载物台31所采用的材质通常需具有良好的散热，例如，可以采用紫铜材质的载物台31或者对载物台31进行镀金等。为了让第二凸台312与芯片能较好的接触散热，对第二凸台312的平面度、粗糙度都会有较高的要求，且需要对第二凸台312进行镜面处理，保证其良好接触散热。

在通过取料机构1将芯片放置于载物台31上后，会通过加电机构4对载物台31上的芯片进行加电测试，在芯片进行加电测试的过程中，会产生大量热量，若不能对其及时散热，可能会出现芯片过热而导致报废的情况。因此，本发明实施例中，载物台31的内部设置有冷却液通道(未在图中示出)，第二凸台312的台面上开设有与该冷却液通道连通的第一连通孔313，注水机构2通过注水管与冷却液通道连通。

在通过取料机构1将待测芯片放置于第二凸台312上前，注水机构2通过注水管将冷却液(例如冷却水，以下将以该冷却液是冷却水为例进行介绍)从第一连通孔313注射到第二凸台312的台面上，取料机构1将待测芯片放置于第二凸台312上时，第一连通孔313处流出的冷却水部分会外溢至第二凸台312的外围，而待测芯片与第二凸台312的台面之间的冷却水能在加电测试时将待测芯片的热量传导至第二凸台312，由于第二凸台312的高度高于第二凸台312四周的高度，这样外溢至第二凸台312的外围的冷却水不会对第二凸台312的台面与芯片之间的冷却水产生虹吸效应。

其中，第一连通孔313的孔径不宜太大或者太小，第一连通孔313的孔径太大，不易于控制第一连通孔313处的出水量；而第一连通孔313的孔径太小，不但不易于加工，还易出现堵塞的情况，在本实施例中，第一连通孔313为圆形孔，第一连通孔313的孔径为0.2mm～0.4mm，通过优化第一连通孔313的孔径的取值范围，能有效避免第一连通孔313的孔径太大或者太小的问题。

本发明实施例提供的载物台31的承载面311上凸设有第二凸台312，将芯片放置于第二凸台312的台面上，由于第二凸台312的高度高于第二凸台312四周的高度，这样位于第二凸台312四周的冷却水不会对第二凸台312的台面与芯片之间的冷却水产生虹吸效应。

如图8所示，在本实施例中，载物台31的内部设置有气体通道(未在图中示出)，第二凸台312的台面上开设有与气体通道连通的第二连通孔314。这样在芯片加电测试完后，第二连通孔314处会吹出气体，通过向芯片的底部吹气破真空，以便于取料机构取走载物台31上的已测芯片。同样的，第二连通孔314的孔径不宜太大或者太小，第二连通孔314的孔径太大，不易于控制第二连通孔314处的出气量；而第二连通孔314的孔径太小，不但不易于加工，也易出现堵塞的情况，在本实施例中，第二连通孔314为圆形孔，第二连通孔314的孔径为0.2mm～0.4mm，通过优化第二连通孔314的孔径的取值范围，能有效避免第二连通孔314的孔径太大或者太小的问题。

如图7所示，载物台31上对应第二凸台312设置有限位装置32，限位装置32用以限制芯片脱离第二凸台312和矫正芯片的位置，限位装置32能对第二凸台312上的芯片起到限位作用。其中，限位装置32的设置方式有多种，例如，限位装置32可以为真空吸附装置；再如，如图7所示，在本实施例中，承载面311用以供芯片朝上放置，限位装置32包括两个能沿第二凸台312的宽度方向移动的夹持件321，两个夹持件321分别设置于第二凸台312宽度方向的两侧，两个夹持件321具有相互靠拢的限位状态以及相互远离的释放状态。这样限位装置32的结构较为简单。

进一步，如图7和图8所示，在本实施例中，夹持件321朝向载物台31的承载面311凸设有导向部322，载物台31的承载面311上对应导向部322开设有沿宽度方向延伸的导向槽315，导向部322与导向槽315在宽度方向上形成导向配合。通过导向部322与导向槽315的设置，能实现夹持件321在载物台31上的移动导向。

在本实施例中，第二凸台312的宽度被设置为大于芯片的宽度，使得在两个夹持件321处于限位状态时，两个夹持件321分别抵接于第二凸台312在宽度方向上相对的两侧面，设置第二凸台312的宽度大于芯片的宽度，在两个夹持件321合拢以对芯片进行限位时，夹持件321是与第二凸台312抵接而不与芯片直接接触的，这样能避免出现两个夹持件321夹坏芯片的情况。

其中，第二凸台312的宽度与芯片的宽度之间的差值不宜太大或者太小，第二凸台312的宽度与芯片的宽度之间的差值太大，对芯片起不到矫正作用；而第二凸台312的宽度与芯片的宽度之间的差值太小，加工精度难以控制也可能会对芯片造成损伤，在本实施例中，第二凸台312的宽度被设置为比芯片的宽度宽0.05mm～0.1mm，通过优化第二凸台312的宽度与芯片的宽度之间的差值的取值范围，能有效避免第二凸台312的宽度与芯片的宽度之间的差值太大或者太小的问题。

同样的，第二凸台312的高度也不宜过大或者过小，而第二凸台312的高度是跟芯片的热沉高度与夹持件321的高度相关的，通常的，第二凸台312的高度和芯片的热沉高度之和是等于或者略小于夹持件321的高度。

如图7所示，在本实施例中，测试定位机构3还包括基座33和旋转座34，旋转座34能旋转地设置于基座33上，载物台31设置于旋转座34上，且载物台31沿旋转座34的旋转方向间隔设置有多个。测试定位机构3设置多个载物台31，不仅能避免取料机构1和加电机构4发生干涉，还能提升设备运行效率。

本发明实施例中，载物台31设置有两个，且分别为第一载物台和第二载物台，首先，驱动旋转座34以将第一载物台转动至取料机构1处，取料机构1将待测芯片放置至第一载物台上；然后，驱动旋转座34以将第一载物台转动至加电机构4处，加电机构4对第一载物台上的芯片进行加电测试，此时第二载物台正位于取料机构1处，取料机构1将待测芯片放置至第二载物台上；再然后，驱动旋转座34以将第一载物台转动至取料机构1处，取料机构1取走第一载物台上的已测芯片后，放置另一待测芯片至第一载物台上，此时第二载物台正位于加电机构4处，加电机构4对第二载物台上的芯片进行加电测试。

进一步，如图7所示，在本实施例中，旋转座34对应多个载物台31凸设有多个立柱35，多个载物台31分别设置于多个立柱35上。将载物台31设置于立柱35上，这样取料机构和加电机构不易与载物台31产生干涉。

其中，当载物台31设置有两个时，如图7所示，两个载物台31上的承载面311在与旋转座34的旋转轴线垂直的方向上相对设置，每一载物台31上的承载面311位于每一载物台31远离旋转座34的旋转轴线的一端，使得取料机构1和加电机构4不易与载物台31产生干涉，且测试定位机构3的结构较为简单。进一步的，旋转座34对应多个载物台31凸设有多个立柱35，多个载物台31分别设置于多个立柱35上，使取料机构1和加电机构4不易与载物台31产生干涉。

如图9所示为本发明实施例注水机构的结构示意图，如图10为图9中注水机构另一是视角的结构示意图，该注水机构2包括针筒21、电机22、丝杆23和推板24。本实施例中，电机22的输出端与丝杆23连接，针筒21的活动端与推板24抵接，推板24可活动地连接在丝杆23上，推板24随丝杆23的转动沿丝杆23的轴向运动，针筒21通过注水管与测试定位机构3上的冷却液通道连通。

该注水机构2用于配合测试定位机构3和加电机构4使用，通过测试定位机构3将芯片固定，再通过加电机构4对芯片进行加电测试。注水机构2则在放置并固定芯片前，通过注水管向测试定位机构3中的载物台31注射冷却水，冷却水从冷却液通道流到第二凸台312的台面上。放置芯片前，启动注水机构2的电机22，电机22带动丝杆23转动，推板24在电机的驱动下沿丝杆23的轴向运动，推板24可推动针筒21的活动端，从而可驱动针筒21进行注水。出水量满足测试需求后，关停注水机构2的电机22，自动测试台的取料机构1将芯片放置在测试定位机构3的载物台31的第二凸台312上，加电机构4开始对芯片进行加电测试，注水机构2的出水能够在芯片热沉和表面镀金的载物台之间形成一层水膜。水膜的形成使得芯片与第二凸台312能够更好的贴合，从而可将芯片测试过程中产生的热量快速的传递给镀金载物台。

其中，在芯片进行加电测试的过程中，芯片会产生热量。通过对电机22的控制可实现对整个注水过程的精确控制，不仅能够保证出水量均匀，还能够根据实际需求调整注水量，进而可保证冷却液对芯片的散热冷却效果。而且针筒21的结构设置相比于传统的直接注水，能够一定程度上减少气泡的产生。

其中，电机22作为整个注水机构的动力源，可根据实际需求调整电机22的种类，例如电机22可采用伺服电机、步进电机、力矩电机或开关磁阻电机等电机中的一种。

本发明实施例中，针筒21的直径可根据需求进行调整。一般针筒21的直径范围在10-20cm。当需求水量一定的情况下，如果针筒21的直径超过预设直径范围，电机22的步进偏小，难以精确控制注水流量。如果针筒21的直径低于预设直径范围，电机22需要走的行程较大，影响注水效率。

本发明实施例提供的注水机构2，通过在电机22驱动丝杆23来带动推板24移动，将针筒21的活动端与推板24抵接，使得该注水机构2可直接通过电机22驱动针筒21注水，不仅能够保证出水量均匀，且通过针筒21的结构设计还能一定程度上减少注射过程中产生的气泡，从而能避免芯片测试过程中因过热导致的损坏，有效提升了测试的准确性和安全性。

注水机构2还包括螺母25和多个滚动体(未在图中示出)。其中，推板24固定于螺母25外侧，丝杆23插设于螺母25内，丝杆23的外周面设有螺旋状的第一螺旋槽，螺母25的内周面设有与第一螺旋槽匹配的第二螺旋槽，滚动体安装在第一螺旋槽和第二螺旋槽形成的运动轨道中。

为了防止滚动体从螺母25中掉出，螺母25的螺旋槽的两端可封住。且为保证滚动体在运动轨道中的循环，该注水机构2还包括反向器，反向器可实现滚动体在运动轨道内的循环。当丝杆23在电机22作用下转动时，滚动体在运动轨道中循环运动，螺母25随丝杆23的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，由于推板24与螺母25固定连接，从而推板24可实现对应的直线运动。

本实施例中，针筒21包括筒体211、活塞(未在图中示出)和推杆212。筒体211用于装载冷却水，筒体211的一端设有注射头213。活塞可活动地安装在筒体211内，活塞远离注射头213的一端通过推杆212与推板24抵接。通过推动活塞，能够将筒体211内的冷却水从注射头213排出。

为便于对载物台31进行注水，注射头213上还连接有注水管，注水管用于将针筒21与载物台31连通，可选用材质较软的乳胶管。

为提升注射过程的稳定性。注水机构2还包括夹具26和底座27，夹具26连接在筒体211外，筒体211通过夹具26固定于底座。夹具26数量可根据筒体211长度进行调整。注水前，先在筒体211内装满冷却水，再连接好活塞和推杆212，利用夹具26将筒体211进行固定。其中，针筒21还包括缓冲层，缓冲层包裹在筒体211外，用以保护筒体211，防止筒体211变形破损。

注水的过程中，电机22带动丝杆23转动，推板24在电机的驱动下沿丝杆23的轴向运动，推板24可推动推杆212，推杆212再带动活塞在筒体211内运动，从而能够将筒体211内的冷却水从注射头213排出。

注水机构2还包括减速机28。电机22的输出端通过减速机28与丝杆23的第一端连接，用以降低电机22的转速，增加电机22的转矩。注水机构2还包括支撑转轴29。丝杆23的第二端可转动地安装在支撑转轴29中，该支撑转轴29主要用于配合减速机28限制丝杆23的移动。

注水机构2还包括传感器210。传感器210安装在推板24的一侧，传感器210用于感应推板24的位置，传感器210主要是起限位作用。其中，根据推板24的移动范围，传感器210的数量可设置为多个。本实施例中，传感器210的数量优选为三个。各传感器210相互电连接，各传感器210相互间隔设置，且各传感器210依次沿丝杆23的延伸方向安装。各传感器210均用于限制推板24的位置，当推板24触碰上对应的传感器210时，传感器210可用于切断电路，进而限制推板24的位置。

如图11所示为本发明实施例加电机构的结构示意图。本发明实施例中，加电机构4包括探针41和探针支座42，探针41的一端固定于探针支座42上且用以与电源装置电性连接，探针41的另一端用以与芯片的热沉接触进行加电检测。

为了解决现有的加电机构存在探针更换不方便的问题，如图12所示为图11中探针支座处的结构示意图，图13为图11中探针的结构示意图。探针41包括加电段411和固定段412，加电段411的一端可拆卸安装于固定段412的一端，加电段411远离固定段412的一端用以与芯片相接触，固定段412远离加电段411的一端用以固定于探针支座42且与电源装置电性连接。其中，在将探针41安装于探针支座42上时，固定段412远离加电段411的一端固定于探针支座42上。

本发明实施例提供的探针41为分体式结构，如图12所示，探针41通过固定段412固定于探针支座42上，当探针41的加电段411出现磨损时，由于加电段411和固定段412之间是可拆卸的，不需要将探针41整体从探针支座42上拆下进行更换，只需更换加电段411即可，故该分体式结构的探针41更换较为方便。

其中，实现加电段411和固定段412之间的可拆卸连接的实施方式有多种，例如，可以在加电段411和固定段412其中之一的端面上设置螺纹孔，在另一个的周侧面上设置与螺纹孔配合的外螺纹；再如，在本实施例中，固定段412和加电段411具有相互靠近的近端，固定段412和加电段411其中之一的近端的端面上开设有插槽(未在图中示出)，另一个的近端插设于插槽内的插设部(未在图中示出，具体的，在本实施例中，固定段412设置有插槽，加电段411设置有插设部)。其中，插槽的内侧壁与加电段411的近端之间设置有限位结构(未在图中示出)，用以限制插设部自槽口处脱离插槽。其中，限位结构的设置方式有多种，例如，限位结构可以包括分设于插槽的内侧壁与插设部上的限位凸起和限位槽，限位凸起和限位槽形成限位配合。

进一步，插槽内设置有弹性件(未在图中示出，弹性件可以为弹簧或者硅胶件等)，弹性件弹性抵接于插槽的底壁与插设部之间。通过弹性件的设置，加电段411相对于固定段412能弹性伸缩，这样加电段411与芯片的导电点接触时，两者之间为柔性接触。

探针41通过加电段411与芯片的热沉接触，两者之间的接触面积不能过大，接触面积过大会导致探针41易碰触到芯片和金丝；两者之间的接触面积也不能过小，接触面积过小会导致探针41易被磨损，故如图13所示，在本实施例中，加电段411远离固定段412的一端的端面上凸设有凸起413，用以通过凸起413与芯片电性连接。这样通过控制凸起413的大小，能调节加电段411与芯片的导电点之间的接触面积，这样有利于控制两者之间的接触面积。

探针41的一端固定于探针支座42上，具体的，如图12所示，在本实施例中，探针支座42开设有探针安装孔421，探针安装孔421在探针41的延伸方向上贯穿探针支座42，固定段412远离加电段411的一端插设于探针安装孔421处且伸出至探针安装孔421外。固定段412的一端伸出至探针安装孔421外，这样便于将固定段412的该端与电源装置电性连接。

通过加电机构4对大功率芯片进行加电时，需要考虑到机构散热的问题，现有的探针支座42的材质通常为铁芙蓉等硬质塑料，而在本实施例中，探针支座42为金属材质，且探针支座42的表面设置有绝缘层，采样金属材质的探针支座42替代硬质塑料的探针支座能加强对散热，同时，探针支座42的表面做绝缘处理，能避免短路。

为了提升加电机构4的自动化程度，如图11所示，在本实施例中，加电机构4还包括安装座43和移动驱动装置44，探针支座42为能沿探针41的延伸方向移动地安装于安装座43上，移动驱动装置44用以驱动探针支座42在安装座43上移动。其中，移动驱动装置44可以为气缸、液压缸或者伺服电机等。

而探针41的延伸方向通常为上下向，即移动驱动装置44能驱动探针支座42在安装座43上移动，以在上下向调节探针41，并且，在本实施例中，探针41是还能沿左右向和沿前后向进行调节的，具体的，加电机构4包括左右调节架45和前后调节架46，左右调节架45设置于前后调节架46上，安装座43设置于左右调节架45上，通过操作左右调节架45能在左右向上调节探针41，通过操作前后调节架46能在前后向上调节探针41，这样在将加电机构安装于芯片自动测试台上时，能够根据芯片自动测试台上的芯片的承载位置，在左右向上和前后向上对应调节探针41。其中，左右调节架45和前后调节架46均可以采用现有的一维调节架。

本发明实施例中，加电机构4的探针41的固定段412远离加电段411的一端与电源装置电性连接，电源装置设置于机柜内，加电机构4安装于机柜的台面上，将电源装置设置于机柜内，能节省机柜的台面上的安装空间。

本发明实施例芯片测试设备还包括送料机构6，如图1和图2所示，送料机构6包括第二移动机构和料盘61，料盘61安装于第二移动机构，第二移动机构安装于测试台架，用以驱动料盘61移至吸嘴11的下方。

其中，第二移动机构驱动料盘61移动的方式有多种，例如，第二移动机构为带传动机构，料盘61放置于传送带上，传送带将装有芯片的料盘输送至取料机构1的吸嘴11下方；再如，本实施例中，第二移动机构包括第二直线驱动装置62和第三直线驱动装置63，第三直线驱动装置63安装于第二直线驱动装置62上，并能够在第二直线驱动装置62驱动沿第二直线驱动装置62的驱动方向运动。料盘61安装于第三直线驱动装置63，并能够在第三直线驱动装置63驱动下沿第三直线驱动装置63的驱动方向运动。

具体的，第二直线驱动装置62和第三直线驱动装置63均为直线模组电机。直线模组电机包括滑台和固定于滑台一端的电机，电机的输出端固定连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆上活动连接有滑座。第三直线驱动装置63的滑台与第二直线驱动装置62的滑座固定连接，由第二直线驱动装置62的电机驱动第三直线驱动装置63沿第二直线驱动装置62的滚珠丝杆轴线方向移动；料盘61与第三直线驱动装置63的滑座固定连接，由第三直线驱动装置63的电机驱动料盘61沿第三直线驱动装置63的滚珠丝杆轴线方向移动。从而实现料盘61在水平面上X和Y方向的移动。

当然，第二直线驱动装置62和第三直线驱动装置63还可以为气缸和导轨组件。第三直线驱动装置63的导轨滑动安装于第二直线驱动装置62，第二直线驱动装置62的气缸驱动端与第三直线驱动装置63的导轨固定连接，并可驱动第三直线驱动装置63沿第二直线驱动装置62的导轨移动；料盘61滑动安装于第三直线驱动装置63的导轨，第三直线驱动装置63的气缸驱动端与料盘固定连接，并可驱动料盘61沿第三直线驱动装置63的导轨移动。从而实现料盘61在水平面上的移动。

如图14所示为本发明实施例中料盘的机构示意图。本发明实施例中，料盘61包括基板611。其中，基板611安装于第二移动机构。具体的，当第二移动机构包括第二直线驱动装置62和第三直线驱动装置63时，基板611安装于第三直线驱动装置上。当第三直线驱动装置63为直线模组电机时，基板611固定于第三直线驱动装置63的滑座上；当第三直线驱动装置63为气缸和导轨组件时，基板611滑动安装于第三直线驱动装置63的导轨上。

如图15所示为图14中基板的机构示意图。本发明实施例中，基板611具有用以承载料盒612的承载面，承载面上设置有限位槽613，用以将料盒612的至少部分容置限位于限位槽613内。料盒612用以放置芯片。通过在承载面上设置限位槽613，使料盒612放置于限位槽613时，料盒612在基板611上不易发生晃动，保证料盒612中的芯片平稳的运输。

此处需要说明的是，料盘61可以是包括基板611和放置于基板611的限位槽613处的料盒612，即基板611与料盒612为一个产品上的两个部分；料盘61也可以是只包括基板611，但不包括料盒612，即料盘61与料盒612为两个独立的产品。

本发明实施例中，基板611的承载面设置多个限位槽613，以能够放置多个料盒612，例如，如图14和图15所示，在本实施例中，基板611为方形板，基板611的一板面为基板611的承载面，且承载面上沿基板611的长度方向和宽度方向阵列布置有多个限位槽613。

通过在基板611上设置限位槽613来对料盒612进行限位，对于在基板611的承载面上设置限位槽613的具体方式可以不做特殊限定，例如，可以是在承载面上的用以放置料盒612的预设区域内直接开设凹槽，以在预设区域内形成限位槽613；也可以是在预设区域的外围设置凸起，以通过凸起围合形成限位槽613。

限位槽613能对料盒612进行限位，通常是由于料盒612位于限位槽613内的部分与限位槽613的形状相适配，例如，如图14所示，在本实施例中，限位槽613和料盒612的截面形状均为方形。为了便于取料盒612，限位槽613的内侧壁与料盒612之间会预留有间隙，这样料盒612还是可能出现小幅度晃动的情况，故如图14和图15所示，在本实施例中，基板611内部设置有用以与外部真空吸附装置连通的气道(未在图中示出)，限位槽613的底壁开设有气孔614，气孔614与气道连通，用以吸附位于限位槽613处的料盒612。当外部真空吸附装置运行时，限位槽613的气孔614处会对料盒612的底部产生吸附力，这样即使限位槽613的内侧壁与料盒612之间存在间隙，料盒612也不会产生移动。其中，气孔614可以是设置有一个或者多个，气孔614除了可以是设置于限位槽613的底壁，例如，如图15所示，在本实施例中，限位槽613的底壁开设有多个气孔614，且该多个气孔614沿限位槽613的周向呈间隔布置。当然，气孔614也可以是设置于限位槽613的内侧壁，例如料盒612为方形，则限位槽613的两个相垂直的侧壁上开设有多个气孔614，通过该两侧壁上的气孔614对料盒612相应的侧壁产生吸附力，使料盒贴附与该两侧壁而不发生晃动。

进一步，如图14和图15所示，在本实施例中，限位槽613的底壁凸设有第三凸台615，气孔614设置于第三凸台615上。在将料盒612放置于限位槽613处时，不论料盒612的底面为何种形状，限位槽613的底壁上的第三凸台615会较容易的与料盒612的底面形成接触，而气孔614设置于第三凸台615上，这样就能较好地吸附料盒612。

料盘61上可以是放置单一类型的产品；料盘61上可以是放置多种类型的产品，例如，料盘61上可以是同时放置待测产品和已测产品，故如图15所示，在本实施例中，承载面包括第一功能区616和第二功能区617，限位槽613包括设置于第一功能区616内的第一限位槽613a、以及设置于第二功能区617内的第二限位槽613b，第一限位槽613a用以放置第一料盒612a，第二限位槽613b用以放置第二料盒612b，且设置有多个。这样可以分别在第一功能区616和第二功能区617内放置第一料盒612a和第二料盒612b，并将不同类型的产品分别放置于第一料盒612a和第二料盒612b内，以示区别。其中，第一限位槽613a可以是设置有一个或者多个。

其中，如图14所示，在本实施例中，料盘61还包括第一料盒612a和多个第二料盒612b，第一料盒612a用以放置待测产品，多个第二料盒612b分别用以放置多个不同等级的已测产品，第一料盒612a分别设置于第一限位槽613a处，多个第二料盒612b分别设置于多个第二限位槽613b处。可以根据性能参数对已测产品进行分类，并将分类后的已测产品放置于对应的第二料盒612b内，这样能够实现产品测试的精细化分类。

芯片测试后底部会有水渍，故如图14和图15所示，在本实施例中，承载面还包括擦水区618，擦水区618内设置有吸水件(未在图中示出，吸水件可以为无尘纸、海绵等)，用以在已测产品移动至擦水区618时，擦除已测产品底部的水渍。通过设置擦水区618能去除产品底部的残余水渍。

进一步，如图15所示，在本实施例中，擦水区618内设置有安装槽，吸水件设置于安装槽处。通过安装槽的设置，能实现吸水件在擦水区618内的安装定位。

承载面上设置有擦水区618，可以是将第一功能区616和擦水区618分别设置于第二功能区617不同的两侧，但通过取料机构取放产品时，取料机构的活动行程会较长；还可以是如图15所示，在本实施例中，擦水区618位于第一功能区616和第二功能区617之间。将擦水区618间隔设置于第一功能区616和第二功能区617之间，这样便于在基板611上区分第一功能区616和第二功能区617，还有利于缩短取料机构1的活动行程，并且，第一功能区616、第二功能区617和擦水区618三者在基板611上的布置也会较为紧凑，有利于缩小基板611的尺寸。

如图14和图15所示，在本实施例中，承载面包括依次相连的两个第一边界6111和两个第二边界6112，第一功能区616和第二功能区617分别靠近两个第一边界6111，第一功能区616内沿第一边界6111的延伸方向间隔设置有多个第一限位槽613a，多个第二限位槽613b沿第一边界6111的延伸方向和第二边界6112的延伸方向呈阵列布置。第一功能区616内的第一限位槽613a为单排布置，而第二功能区617内的第二限位槽613b为多排布置，这样能从第一限位槽613a和第二限位槽613b的布置方式，来区分第一功能区616和第二功能区617，并且，此种第一限位槽613a和第二限位槽613b的布置方式也较为符合实际的生产需求，能减少料盘61的更换频次，提高生产效率。

本发明实施例提供的芯片测试设备还包括安装于测试台架的图像识别机构7，图像识别机构7与第二移动机构通过控制器相连，控制器根据图像识别机构7识别到的芯片位置，修正第二移动机构的运动轨迹，并控制第二移动机构按照修正后的运动轨迹将驱动料盘61移至吸嘴11下方对应位置。为了使取料机构1能够更精确的吸取芯片，本发明实施例在第二移动机构驱动料盘61移至吸嘴下方之前，先经过图像识别机构7对芯片的位置进行修正。具体的，图像识别机构7可根据实际需要安装于送料机构6运送料盘61的移动路线一侧，图像识别机构7上安装有高清相机如CCD相机，当料盘61移动至相机下方时暂停，通过高清相机对芯片拍照，并经图像分析处理，识别芯片上的产品标识或编码。控制器接收图像识别机构7获得的芯片位置并计算出修正量，然后控制第二移动机构根据修正量驱动料盘61至吸嘴11的下方，使吸嘴11能够精确对准芯片进行吸取。例如，本实施例中，芯片的位置修正以吸嘴11上凸设的接触脚111能够避开芯片上的电子器件和金丝的区域为目标，以避免接触脚111对芯片上的电子器件和金丝造成损坏，保证芯片完好的运送至测试定位机构上进行测试。

本发明实施例提供的芯片测试设备还包括测试机构8，测试机构8包括积分球81，积分球81的入光口靠近测试定位机构3上的芯片的出光端。积分球81可用于测量芯片的光功率和LIV参数。其中，测试机构8还包括固定座82，积分球81安装于固定座82，固定座82固定于测试台架上。固定座82上安装有一维调节架，积分球81与一维调节架连接，在设备安装时通过一维调节架调节积分球81的位置，使积分球81的入光口靠近位于测试定位机构3上的芯片的出光端，即发光条的出光端，保证芯片的出光能够全部进入积分球81内，然后启动加电机构4对芯片进行加电测试。

本发明实施例中，测试台架上还安装有离子风机9，离子风机9用以对正在测试定位机构3上进行测试的芯片进行吹风，防止静电对芯片的损伤。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种芯片测试设备，包括测试台架，其特征在于，还包括分别安装于测试台架上的取料机构、测试定位机构、加电机构、注水机构和测试机构；

所述取料机构位于所述测试定位机构的一侧，用以将取得的芯片放至所述测试定位机构上并在测试完成之后取走所述芯片；

所述加电机构位于所述测试定位机构的另一侧，用以给所述测试定位机构上的所述芯片进行加电；

所述注水机构与所述测试定位机构相连，用以对位于所述测试定位机构上的所述芯片进行散热降温；

所述测试机构包括积分球，所述积分球的入光口靠近所述测试定位机构上的所述芯片的出光端。

2.根据权利要求1所述的芯片测试设备，其特征在于，所述测试定位机构包括载物台，所述载物台具有承载面，所述载物台的承载面上凸设有凸台，用以将芯片放置于所述凸台的台面上，所述载物台的内部设置有冷却液通道，所述凸台的台面上开设有与所述冷却液通道连通的第一连通孔，所述注水机构通过注水管与所述冷却液通道连通。

3.根据权利要求2所述的芯片测试设备，其特征在于，所述载物台的内部设置有气体通道，所述凸台的台面上开设有与所述气体通道连通的第二连通孔。

4.根据权利要求2所述的芯片测试设备，其特征在于，所述注水机构包括针筒、电机、丝杆和推板，所述电机的输出端与所述丝杆连接，所述针筒的活动端与所述推板抵接，所述推板活动连接于所述丝杆，所述推板随所述丝杆的转动沿所述丝杆的轴向运动，所述针筒通过所述注水管与所述冷却液通道连通。

5.根据权利要求1所述的芯片测试设备，其特征在于，所述加电机构包括探针和探针支座，所述探针包括加电段和固定段，所述加电段的一端可拆卸安装于所述固定段的一端，所述加电段远离所述固定段的一端用以与所述芯片相接触，所述固定段远离所述加电段的一端用以固定于所述探针支座且与电源装置电性连接。

6.根据权利要求1所述的芯片测试设备，其特征在于，所述取料机构包括吸嘴和机架，所述吸嘴固定于所述机架用以吸取所述芯片，所述测试台架上还安装有第一移动机构，所述第一移动机构的驱动端与所述机架相连。

7.根据权利要求6所述的芯片测试设备，其特征在于，所述吸嘴内设置有吸气通道，所述吸嘴具有用以吸取所述芯片的吸取端，所述吸取端的端面上凸设有多个用以与芯片的非功能区接触的接触脚，每一所述接触脚的自由端的端面上设置有与所述吸气通道连通的吸气口，多个所述接触脚相互间隔，以在任意相邻两个所述接触脚之间形成避让空间。

8.根据权利要求6或7所述的芯片测试设备，其特征在于，还包括送料机构，所述送料机构包括第二移动机构和料盘，所述料盘安装于所述第二移动机构，所述第二移动机构安装于测试台架，用以驱动所述料盘移至所述吸嘴的下方。

9.根据权利要求8所述的芯片测试设备，其特征在于，所述料盘包括基板，所述基板具有用以承载料盒的承载面，所述承载面上设置有限位槽，所述基板内部设置有用以与外部真空吸附装置连通的气道，所述限位槽的底壁开设有气孔，所述气孔与所述气道连通，用以吸附位于所述限位槽处的料盒。

10.根据权利要求8所述的芯片测试设备，其特征在于，还包括安装于测试台架的图像识别机构，所述图像识别机构与所述第二移动机构通过控制器相连，所述控制器根据所述图像识别机构识别到的芯片位置修正所述第二移动机构的运动轨迹，并控制所述第二移动机构驱动所述料盘移至所述吸嘴下方对应位置。

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