CN112285523A - 一种混合集成电路检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种混合集成电路检测系统及方法，包括资源盒和检测夹具，所述的检测夹具包括PCB板、承载板、信号输入接口、检测探针结构和推动结构，资源盒与检测夹具之间通过信号输入接口进行电信号传递，PCB板和承载板平行固定，两者之间存在一定空隙，检测探针结构和推动结构安装在承载板上。本发明采用了特殊的检测夹具，金属弹簧探针与器件管脚柔性接触，在保证与器件管脚的有效接触的同时，避免了对管脚的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合集成电路检测系统及方法，属于元器件可靠性测试技术领域。
背景技术
目前，混合集成电路检测设备多数是由电源、电子负载、示波器等各种仪器、仪表系统集成。混合集成电路器件引脚排列、数目和粗细不一致，检测装置缺乏规范化和通用化。常规检测夹具采用通用锁紧座，容易造成接触不良、管脚损伤等问题。
专利CN102435876A、CN202113034U、CN204989229U提供了采用金属弹簧探针测试芯片的夹具或测试座，该类芯片测试夹具适用于单片集成电路，且一个夹具只能用于一种单片测试，通用性差；而对于体积大、金属管脚粗且排列不规则、功率耗散大的混合集成电路，该类芯片测试夹具无法适用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种降低器件管脚变形、损伤的可能性、通用性程度高的混合集成电路检测系统及方法。
本发明的技术解决方案：一种混合集成电路检测系统，包括资源盒和检测夹具，所述的检测夹具包括PCB板、承载板、信号输入接口、检测探针结构和推动结构，资源盒与检测夹具之间通过信号输入接口进行电信号传递，PCB板和承载板平行固定，两者之间存在一定空隙，检测探针结构和推动结构安装在承载板上；
所述的检测探针结构包括固定载板、第一探针安装板、器件安装板、第二探针安装板和移动载板，第一探针安装板一侧与固定载板连接、另一侧安装金属弹簧探针，第二探针安装板一侧与移动载板连接，另一侧安装金属弹簧探针，金属弹簧探针方向都对着器件安装板，器件安装板安装待测器件，推动结构与移动载板连接，为移动载板提够推力，带动第二探针安装板向器件安装板方向运动，安装在第二探针安装板上的金属弹簧探针与待测器件管脚接触后，移动载板、第二探针安装板一起带动器件安装板向第一探针安装板和固定载板方向移动，安装在第一探针安装板上的金属弹簧探针与待测器件管脚接触。
一种混合集成电路检测方法，通过以下步骤实现：
第一步，将待测器件安装在器件安装板上，根据待测器件安装第一、二探针安装板，并将第一、二探针安装板上的金属弹簧探针通过导线与测试信号和外围电路连接；
第二步，推动结构推动移动载板和第二探针安装板向安装了待测器件的器件安装板方向运动至第二探针安装板上的金属弹簧探针与待测器件管脚接触，第二探针安装板与器件安装板定位；
第三步，第二探针安装板推动器件安装板一起向第一探针安装板方向运动，第一探针安装板上固定的金属弹簧探针与待测器件的管脚接触，器件安装板与第一探针安装板定位；
第四步，待测器件进行测试。
本发明与现有技术相比的有益效果：
(1)本发明采用了特殊的检测夹具，金属弹簧探针与器件管脚柔性接触，在保证与器件管脚的有效接触的同时，避免了对管脚的伤害；
(2)本发明测试夹具采用分装结构，安装器件及用于与器件管脚接触的探针结构可以根据器件不同进行灵活更换，整个工装通用性好；
(3)本发明测试系统和方法可实现各种混合集成电路的检测，灵活性强，测试效率高。
附图说明
图1为本发明资源盒结构示意图；
图2为本发明检测夹具结构示意图；
图3为本发明实施例推动结构示意图(推动前)；
图4为本发明实施例推动结构示意图(推动后)；
图5为本发明流程图。
具体实施方式
本发明提供一种混合集成电路检测系统，该检测系统基于系统集成检测设备，用于混合集成电路的检测。
本发明包括资源盒和检测夹具。资源盒主要功能为引入检测设备仪器仪表信号端口，并集成控制电路。资源盒与检测夹具连接，将设备仪器仪表信号引入检测器件，实现被测器件电性能检测。将器件放置在检测夹具，采用金属插针接触器件管脚方式，有效保护器件管脚，降低器件管脚变形、损伤的可能性。该检测工装可实现各种混合集成电路的检测，可靠性高，灵活性强，测试效率高。
本发明资源盒通过VPC接口插件与集成系统有效连接，将系统电应力、波形检测等资源引出，并进行有效合理的设计，对同类检测器件所需资源进行有效组合和设计，形成某类检测器件资源库。通过标准接插件与检测夹具连接，将资源送入检测器件。资源盒上装有BNC测试输出和输入信号，可连接示波器等仪器仪表，增强检测、调试灵活性。本领域技术人员采用本领域公知技术，根据具体要求对资源盒进行设计，满足测试所需。
检测夹具通过标准接插件与资源盒连接。检测夹具根据器件具体管脚定义、功能和检测参数要求，进行电路设计。检测夹具根据被测器件管脚定义设计，进而对器件电性能进行检测。
检测夹具包括PCB板、承载板、信号输入接口、检测探针结构和推动结构，资源盒与检测夹具之间通过信号输入接口进行电信号传递，PCB板和承载板平行固定，两者之间存在一定空隙，检测探针结构和推动结构安装在承载板上。
下面结合具体实例及附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，资源盒的资源盒框架11内部集成PCB板，台面可为检测夹具提供支撑。通过VPC接口插件16与测试系统进行电连接，引入电信号资源。BNC测试输出接口12和输入接口15，可以与示波器探头连接，对被测器件输入、输出波形进行监测。接插件13和14与检测夹具接插件23和24配套使用，与检测夹具之间进行电信号传递。
图2所示，检测夹具包括PCB板21、承载板22、信号输入接口、检测探针结构、推动结构等部件。PCB板21和承载板22通过立柱25固定，使两者之间存在一定空隙，检测探针结构和推动结构安装在承载板22上。
信号输入接口包括接插件23和24，安装在PCB板21上，接插件23和24与资源盒接插件13和14配套使用，进行电信号传递。
PCB板21将接插件23和24引入的信号资源以铜孔形式分布在PCB板上，对器件测试时所需外围电路进行设计，包括外围电路所需元器件、电信号路径等，通过导线将接插件23和24引入的信号资源、外围电路元器件与金属弹簧探针31连接，满足器件测试需求。
检测探针结构包括固定载板26、第一探针安装板27、器件安装板28、第二探针安装板29和移动载板30，第一探针安装板27一侧与固定载板26连接、另一侧安装金属弹簧探针31，第二探针安装板29一侧与移动载板30连接，另一侧安装金属弹簧探针31，金属弹簧探针方向对着器件安装板28。
第二探针安装板29安装金属弹簧探针的一侧两端安装第一定位柱34，与器件安装板28一侧加工的定位槽配合，器件安装板28另一侧两端固定安装第二定位柱33，与第一探针安装板27一侧加工的定位槽配合。
第一、二探针安装板27、29上分布的金属弹簧探针31的数量和位置根据待测器件种类确定，本发明在检测不同器件时，通过更换第一、二探针安装板27、29即可实现，具有通用性。检测时，金属弹簧探针一侧通过导线与外围电路相关资源连接，另一侧与待测器件管脚接触，实现器件测试。
器件安装板28承载被测器件，器件安装板28上有与被测器件对应位置的孔32，孔的间距与直径依据被测器件管脚间距和直径进行设计，测试时，待测器件通过孔32固定在器件安装板28上。本发明在检测不同器件时，通过更换器件安装板28即可实现，具有通用性。每个孔对应两条金属弹簧探针，1条传递Force信号，1条传递Sence信号，满足开尔文测试需求。测试时，第一、二探针安装板27、29上分布的金属弹簧探针31穿入器件安装板28，与安装在器件安装板28上的待测器件管脚接触。第一、二探针安装板27、29上可布置多个探针，根据器件的管脚分布来确定布置探针位置，每个管脚对应1组(两个)探针，第一、二探针安装板27、29上分别布置的探针不一定要与管脚一一对应，可以是某个布置在同一探针安装板上的两个探针对应一个管脚。
推动结构用于给检测探针结构施加推力，测试时，推动结构推动移动载板30和第二探针安装板29向安装了待测器件的器件安装板28方向运动。第二探针安装板29上的金属弹簧探针31会向被测器件管脚方向运动，且接触器件管脚。第二探针安装板29带动其上的第一定位柱34运动，插入器件安装板28上的定位槽，推动器件安装板28一起运动。器件安装板28向第一探针安装板27方向靠近，器件安装板28上的第二定位柱33插入第一探针安装板27上的定位槽，向固定载板26方向移动。第一探针安装板27上固定的金属弹簧探针31向器件安装板28方向移动，且接触器件管脚。第一探针安装板27与器件安装板28由第一探针安装板27上的定位槽限位后，金属弹簧探针与器件管脚接触良好，进行器件检测。金属弹簧探针对器件管脚进行柔性接触，不会产生大的应力，导致器件管脚损伤。
本发明的推动结构可根据需要进行设计，只要能提供推力即可。本实施例提供如图3、4所示的推动结构，包括支架组件和推杆组件，导向圆筒35、固定支座36、扳手支座37和转动轴42、44共同固定组成支架组件，推杆圆柱38、转接片39、扳手40、转轴43和扳手固定座41共同组成推杆组件。推杆圆柱38一端固定在移动载板30上，另一端穿过导向圆筒35通过转动轴44与转接片39一侧相连，转接片39另一侧通过转动轴42与扳手40连接。导向圆筒35与固定支座36固定连接，扳手支座37与扳手固定座41固连，扳手40通过转动轴43与扳手固定座41连接，扳手40通过转动轴43可绕扳手固定座41转动。
如图4所示，器件固定好后，将扳手40向器件方向转动，带动推杆圆柱38、转接片39向器件方向运动，推杆圆柱38推动移动载板30向器件方向运动。扳手40转动到与转接片39侧面贴合后，位置固定，金属探针与器件管脚接触。
进一步，本发明提供一种混合集成电路检测方法，如图5所示，通过以下步骤实现：
1、将待测器件安装在器件安装板28上，根据待测器件安装第一、二探针安装板27、29，并将第一、二探针安装板上的金属弹簧探针通过导线与测试信号和外围电路连接；
2、推动结构推动移动载板30和第二探针安装板29向安装了待测器件的器件安装板28方向运动至第二探针安装板29上的金属弹簧探针31与待测器件管脚接触，第一定位柱34插入器件安装板28上的定位槽并定位；
3、第二探针安装板29推动器件安装板28一起向第一探针安装板27方向运动，器件安装板28上的第二定位柱33插入第一探针安装板27上的定位槽定位，此时，第一探针安装板27上固定的金属弹簧探针31与待测器件的管脚接触；
4、待测器件进行测试。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
Claims (10)
1.一种混合集成电路检测系统，其特征在于：包括资源盒和检测夹具，所述的检测夹具包括PCB板、承载板、信号输入接口、检测探针结构和推动结构，资源盒与检测夹具之间通过信号输入接口进行电信号传递，PCB板和承载板平行固定，两者之间存在一定空隙，检测探针结构和推动结构安装在承载板上；
所述的检测探针结构包括固定载板、第一探针安装板、器件安装板、第二探针安装板和移动载板，第一探针安装板一侧与固定载板连接、另一侧安装金属弹簧探针，第二探针安装板一侧与移动载板连接，另一侧安装金属弹簧探针，金属弹簧探针方向都对着器件安装板，器件安装板安装待测器件，推动结构与移动载板连接，为移动载板提够推力，带动第二探针安装板向器件安装板方向运动，安装在第二探针安装板上的金属弹簧探针与待测器件管脚接触后，移动载板、第二探针安装板一起带动器件安装板向第一探针安装板和固定载板方向移动，安装在第一探针安装板上的金属弹簧探针与待测器件管脚接触。
2.根据权利要求1所述的一种混合集成电路检测系统，其特征在于：所述的第二探针安装板安装金属弹簧探针的一侧两端安装第一定位柱，与器件安装板一侧加工的定位槽配合，器件安装板另一侧两端固定安装第二定位柱，与第一探针安装板一侧加工的定位槽配合。
3.根据权利要求1所述的一种混合集成电路检测系统，其特征在于：所述的第一、二探针安装板可更换，其上分布的金属弹簧探针的数量和位置根据待测器件种类确定；所述的器件安装板可更换，器件安装板上有与被测器件对应位置的孔，孔的间距与直径依据被测器件管脚间距和直径进行设计，测试时，待测器件通过孔固定在器件安装板上。
4.根据权利要求1所述的一种混合集成电路检测系统，其特征在于：所述的PCB板将信号输入接口引入的信号资源以铜孔形式分布在PCB板上，在PCB板上设置对器件测试时所需外围电路。
5.根据权利要求1所述的一种混合集成电路检测系统，其特征在于：所述的资源盒内部集成用于引入和输出信号资源的PCB板。
6.根据权利要求1所述的一种混合集成电路检测系统，其特征在于：所述的推动结构包括支架组件和推杆组件，支架组件包括导向圆筒、固定支座和扳手支座，推杆组件包括推杆圆柱、转接片、扳手、转轴和扳手固定座，推杆圆柱一端固定在移动载板上，另一端穿过导向圆筒通过转动轴与转接片一侧相连，转接片另一侧通过转动轴与扳手连接，导向圆筒与固定支座固定连接，扳手支座与扳手固定座固连，扳手通过转动轴与扳手固定座连接，扳手通过转动轴可绕扳手固定座转动，待测器件固定好后，将扳手向器件方向转动，带动推杆圆柱、转接片向待测器件方向运动，推杆圆柱推动移动载板向器件方向运动，扳手转动到与转接片侧面贴合后，位置固定，金属探针与待测器件管脚接触。
7.一种利用权利要求1所述的混合集成电路检测系统检测的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：
第一步，将待测器件安装在器件安装板上，根据待测器件安装第一、二探针安装板，并将第一、二探针安装板上的金属弹簧探针通过导线与测试信号和外围电路连接；
第二步，推动结构推动移动载板和第二探针安装板向安装了待测器件的器件安装板方向运动至第二探针安装板上的金属弹簧探针与待测器件管脚接触，第二探针安装板与器件安装板定位；
第三步，第二探针安装板推动器件安装板一起向第一探针安装板方向运动，第一探针安装板上固定的金属弹簧探针与待测器件的管脚接触，器件安装板与第一探针安装板定位；
第四步，待测器件进行测试。
8.根据权利要求7所述的一种混合集成电路检测方法，其特征在于：所述第二探针安装板安装金属弹簧探针的一侧两端安装第一定位柱，与器件安装板一侧加工的定位槽配合，器件安装板另一侧两端固定安装第二定位柱，与第一探针安装板一侧加工的定位槽配合。
9.根据权利要求7所述的一种混合集成电路检测方法，其特征在于：所述第一、二探针安装板可更换，其上分布的金属弹簧探针的数量和位置根据待测器件种类确定；所述的器件安装板可更换，器件安装板上有与被测器件对应位置的孔，孔的间距与直径依据被测器件管脚间距和直径进行设计，测试时，待测器件通过孔固定在器件安装板上。
10.根据权利要求7所述的一种混合集成电路检测方法，其特征在于：所述第四步中推动结构包括支架组件和推杆组件，支架组件包括导向圆筒、固定支座和扳手支座，推杆组件包括推杆圆柱、转接片、扳手、转轴和扳手固定座，推杆圆柱一端固定在移动载板上，另一端穿过导向圆筒通过转动轴与转接片一侧相连，转接片另一侧通过转动轴与扳手连接，导向圆筒与固定支座固定连接，扳手支座与扳手固定座固连，扳手通过转动轴与扳手固定座连接，扳手通过转动轴可绕扳手固定座转动，待测器件固定好后，将扳手向器件方向转动，带动推杆圆柱、转接片向待测器件方向运动，推杆圆柱推动移动载板向器件方向运动，扳手转动到与转接片侧面贴合后，位置固定，金属探针与待测器件管脚接触。
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