CN112557767A - 检测设备及其测试装置 - Google Patents

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CN112557767A CN201910972758.4A CN201910972758A CN112557767A CN 112557767 A CN112557767 A CN 112557767A CN 201910972758 A CN201910972758 A CN 201910972758A CN 112557767 A CN112557767 A CN 112557767A
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陈冠达
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Abstract

本发明涉及一种检测设备及其测试装置，是一种用于天线检测作业的检测设备及其测试装置，其测试装置将第一线路结构、承载件、支撑件以及第二线路结构依序可拆式相叠，以于针对不同目标测试物进行检测时，只需拆换该承载件、第一线路结构、第二线路结构或支撑件，而无需同时更换整组测试装置，因而能达到可模块化置换及节省成本的功效。

Description

检测设备及其测试装置
技术领域
本发明关于一种检测设备，特别是关于一种用于无线(over the air)检测作业的检测设备及其测试装置。
背景技术
现行通讯传输处于第四代(4G)阶段，但随着无线通信发展迅速及网路资源流量日趋庞大，所需的无线传输频宽也越来越大，故第五代(5G)通讯传输的研发已成趋势。而5G系统最高频率的目标频段是毫米波频段(㎜Wave)，其频率范围从28GHz至52.6GHz(3gpp R15)之间，甚至可高达73GHz的频段。
相比于现行4G的天线测试于系统端(如手机、平板电脑等)进行测试，于5G阶段，因㎜Wave频段改为AiP(Antenna in Package)封装设计，故天线测试需于封测端进行测试。
如图1所示，现有用于天线的检测设备1包括：一具有开口100的腔体10、一盖设于该开口100上且具有通孔110的盖体11、一设于该盖体11上的测试座(socket)13、以及一连接该测试座13的作动件(handler)12。于进行天线的无线(over the air,OTA)检测作业时，将一目标测试物9设于该测试座13上，再以该作动件12压合于该测试座13上，且该目标测试物9的天线结构90朝向该腔体10的金属作用板10a并完全露出而无任何屏蔽。
然而，现有检测设备1于检测作业中，针对不同半导体封装产品(如QFN型、LGA型、SiP型、FCBGA型、FCCSP或其它等)的天线结构90(每种封装产品的天线形式也有不同大小的规格)需更换不同的作动件12，故需客制化不同的作动件12，造成该检测设备1的成本大幅提高。
因此，设计一套可适用于OTA测试环境，以满足天线测试需求且毋须客制化作动件的检测设备，已成目前亟欲解决的课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种检测设备及其测试装置，能达到可模块化置换及节省成本的功效。
本发明的测试装置，包括：承载件，其具有相对的第一侧与第二侧，且该承载件中配置有至少一连通该第一侧与第二侧的导电元件；第一线路结构，其可拆式设于该承载件的第一侧上并电性连接该导电元件；支撑件，其松配合于该承载件的第二侧上；以及第二线路结构，其可拆式设于该支撑件上并电性连接该导电元件。
前述的测试装置中，该承载件的第二侧上具有凹槽。例如，该承载件的第一侧上具有连通该凹槽的作用孔。进一步，该第一线路结构具有对应该作用孔的穿孔。
前述的测试装置中，形成该承载件的材料为非金属材。
前述的测试装置中，该导电元件为探针结构。
前述的测试装置中，该导电元件穿过该支撑件以电性连接该第二线路结构。
前述的测试装置中，该第一线路结构螺接该承载件。
前述的测试装置中，该第二线路结构螺接该支撑件。
前述的测试装置中，该支撑件卡接该承载件。
前述的测试装置中，该支撑件中具有电性连接该第二线路结构的导电体。例如，该导电体为探针结构。
前述的测试装置中，形成该支撑件的材料为非金属材。
前述的测试装置中，还包括设于该第一线路结构上的电性连接件，其电性连接该第一线路结构。
本发明还提供一种检测设备，包括：腔体，其具有开口；盖体，其盖设于该腔体的开口上；前述的测试装置，其以该第一线路结构设于该盖体上；以及作动件，其设于该测试装置的第二线路结构上。
前述的检测设备中，该第一线路结构可拆式设于该盖体上。
前述的检测设备中，该作动件可拆式设于该第二线路结构上。
前述的检测设备中，该盖体具有外露该承载件的通孔。
前述的检测设备中，还包括固接该作动件的位移装置。例如，该位移装置包含至少一机械手臂。
前述的检测设备中，该腔体包含金属材。
由上可知，本发明的检测设备，主要经由该测试装置的可拆式设计，即采用可拆式组装该承载件、第一线路结构、第二线路结构或支撑件等四个板体，以于针对不同目标测试物进行检测时，只需拆换该承载件、第一线路结构、第二线路结构或支撑件，而无需同时更换整组该测试装置，因而能达到可模块化置换及节省成本的功效，故相比于现有技术，本发明的检测设备针对不同目标测试物，可使用单一实施例的作动件，而无需客制化该作动件，因而能降低检测设备的成本。
附图说明
图1为现有检测设备的侧视示意图。
图2为本发明的检测设备的侧视示意图。
图3为本发明的检测设备于使用中的局部侧视示意图。
图4为本发明的检测设备于使用前的局部侧视示意图。
附图标记说明
1,2 检测设备 10,20 腔体
10a 金属作用板 100,200 开口
11,21 盖体 110,210 通孔
12,22 作动件 13 测试座
20a 作用面 23 位移装置
23a,23b 机械手臂 3 测试装置
30 承载件 30a 第一侧
30b 第二侧 300 凹槽
301 作用孔 302 凹部
31 第一线路结构 31a 线路层
310 穿孔 32 第二线路结构
32a 线路层 33 支撑件
330 凸部 34 导电元件
35 电性连接件 36 导电体
50,51,52,53 螺丝 9 目标测试物
90 天线结构 S 容置空间。
具体实施方式
以下经由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
图2、图3及图4为本发明的检测设备2及其使用的示意图。于本实施例中，该检测设备2用于检测产品天线的运行状况。
如图2至图4所示，所述的检测设备2包括：一具有开口200的腔体20、一盖设于该开口200上的盖体21、一设于该盖体21上的测试装置3、一连接该测试装置3的作动件(Handler)22以及一连接该作动件22的位移装置23。
于本实施例中，该腔体20具有一容置空间S，以令该开口200连通该容置空间S，且其中一内壁面为作用面20a(本实施例以底面为作用面)，而该作用面20a的对面处形成有该开口200。例如，该腔体20为OTA(over the air)形式，其以金属材构成壁面，且其壁内包含有吸波材料，并于该腔体20的容置空间S中的作用面20a处可配置天线元件(图略)或如铁板的金属反射体(图略)。
此外，该盖体21具有一连通该容置空间S的通孔210。例如，该盖体21为金属载板形式，以承载该测试装置3。
另外，该位移装置23包含至少一机械手臂。本实施例中，该位移装置23配置多组机械手臂23a,23b，且其中一机械手臂23a(如图3所示)于其端处配置该作动件22，而至少一机械手臂23b的端处设有吸盘(图未示)，以取放一如图3所示的目标测试物9(device undertest，简称DUT)。具体地，该目标测试物9为包含天线结构90的电子封装件，其半导体芯片可具有毫米波(㎜Wave)功能，但有关该目标测试物9的实施例并无特别限制。应可理解地，移取该目标测试物9的方式繁多，如人工方式或其它适当方式，并不限于上述。
另外，该测试装置3为测试座(socket)，其组构如图3所示，其包括：一承载件30、第一线路结构31、第二线路结构32以及一支撑件33，且有关该测试装置3的具体组构说明如下。
所述的承载件30具有相对的第一侧30a与第二侧30b，且该承载件30中配置有至少一连通该第一侧30a与第二侧30b的导电元件34，而该第二侧30b用于承载该目标测试物9。
于本实施例中，该承载件30由如介电材的非金属材料所制成的板体，通常为俗称铁氟龙(Teflon)或其它低损(Low Df)、低介电系数(Low Dk)等的等效材料，以避免干扰电磁波(即天线辐射信号)。
此外，该承载件30的第二侧30b上具有少一置放该目标测试物9的凹槽300，以利于将该目标测试物9定位于该承载件30上。
另外，该承载件30的第一侧30a上具有一连通该凹槽300的作用孔301，且令该作用孔301对应位于该盖体21的通孔210之处，使该目标测试物9外露于该作用孔301及通孔210中，即该目标测试物9的天线结构90不受屏蔽。
另外，所述的导电元件34为探针结构，如弹簧针、插塞、双头探针或其它型式等，其可相对该承载件30朝第一侧30a或第二侧30b弹性移动。具体地，该导电元件34可弹性移动地穿设该承载件30，以令该导电元件34的其中一端部接触该第一线路结构31的线路层31a，而另一端部接触该第二线路结构32的线路层32a，使该导电元件34电性连接该第一与第二线路结构31,32。
所述的第一线路结构31可拆式设于该承载件30的第一侧30a上并可拆式设于该盖体21上。
于本实施例中，该第一线路结构31为线路板，例如具有核心层的基板(substrate)或无核心层(coreless)的基板，其包含有介电材及结合该介电材的至少一线路层31a，如扇出(fan out)型重布线路层(redistribution layer，简称RDL)。应可理解地，该第一线路结构31也可为其它线路板形式，如导线架(lead frame)，并不限于上述。
此外，该第一线路结构31具有对应该作用孔301的穿孔310，以令该目标测试物9也外露于该穿孔310中。
另外，该第一线路结构31螺接(如经由金属或绝缘材料所构成的螺丝50,51)于该承载件30与该盖体21上。
另外，该测试装置3可依需求于该第一线路结构31上配置至少一电性连接该第一线路结构的电性连接件35，如连接器或接头，以依需求外接所需的电子装置(图未示)。例如，该电性连接件35为同轴接头、SMP型接头、排线、探针接脚或其它等，以当该第一线路结构31将射频(RF)、类比、数位、电源或其它等信号传送至该电性连接件35后，可经由该电性连接件35将该信号转传至如电路板或测试机的电子装置。
所述的第二线路结构32可拆式设于该作动件22上并电性连接该目标测试物9。
于本实施例中，该第二线路结构32为线路板，例如具有核心层的基板或无核心层的基板，其包含有介电材及结合该介电材的至少一线路层32a，如扇出型重布线路层(RDL)。应可理解地，该第二线路结构32也可为其它线路板形式，如导线架，并不限于上述。
此外，该第二线路结构32螺接(如经由金属或绝缘材料所构成的螺丝52)该作动件22。
所述的支撑件33为可拆式地设于该第二线路结构32上并松配合于该承载件30的第二侧30b上。
于本实施例中，该支撑件33为如介电材的非金属材板体，其卡接该承载件30。例如，该支撑件33具有作为导引插脚的凸部330，且该承载件30的第二侧30b具有对应该凸部330的凹部302，如图4所示，以当该凸部330接合该凹部302时，该支撑件33可定位于该承载件30上，使该支撑件33相对该凹槽300完成X-Y-Z方向三维定位。
此外，该支撑件33螺接(如经由金属或绝缘材料所构成的螺丝53)该第二线路结构32。
另外，该支撑件33中具有多个电性连接该第二线路结构32的导电体36，使该第二线路结构32经由该导电体36电性连接该目标测试物9。例如，该导电体36为探针结构，如弹簧针(pogo pin)、插塞(bullet)、双头探针或其它型式等，其可相对该支撑件33上、下弹性移动。具体地，该导电体36可弹性移动地穿设该支撑件33，以令该导电体36的其中一端部接触该第二线路结构32的线路层32a，而另一端部接触该目标测试物9的接点。
于使用该检测设备2时，该作动件22与支撑件33先位于远离该承载件30的第二侧30b之处，如图4所示，再经由另一机械手臂23b的吸盘将该目标测试物9置放于该承载件30的凹槽300中，的后该位移装置23带动该作动件22下压，以令该支撑件33靠近该承载件30的第二侧30b(如图3所示的下降动作)，使该导电元件34紧靠接触该第二线路结构32的线路层32a，以完成有效的电性连接作业，供进行后续天线检测作业。
此外，于该作动件22下压作动时，该导电元件34穿过该支撑件33以电性连接该第二线路结构32。
另外，于进行该天线检测作业时，该目标测试物9的天线结构90会通过该作用孔301、穿孔310与该通孔210感应该腔体20的作用面20a的信号，以将感应信号经由该导电体36、第二线路结构32与导电元件34传送至该第一线路结构31，再经由该电性连接件35将该感应信号转传至如电路板或测试机的电子装置。
因此，本发明的检测设备2主要经由该测试装置3的可拆式设计，即采用可拆式(如螺接)组装该承载件30、第一线路结构31、第二线路结构32或支撑件33等四个板体，以于针对不同天线结构90进行检测时，只需拆换该承载件30、第一线路结构31、第二线路结构32或支撑件33，而无需同时更换整组该测试装置3，因而能达到可模块化置换及节省成本的功效，故相比于现有技术，本发明的检测设备2针对不同天线结构90，可使用单一实施例的作动件22，而无需客制化该作动件22，因而能降低检测设备2的成本。
此外，该承载件30采用低损及低Dk的非金属材，可避免对天线辐射信号(如电磁波)造成过大的干扰，且可避免发生金属屏蔽效应。
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (21)

1.一种测试装置，其特征在于，包括：
承载件，其具有相对的第一侧与第二侧，且该承载件中配置有至少一连通该第一侧与第二侧的导电元件；
第一线路结构，其以可拆的方式设于该承载件的第一侧上并电性连接该导电元件；
支撑件，其松配合于该承载件的第二侧上；以及
第二线路结构，其以可拆的方式设于该支撑件上并电性连接该导电元件。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该承载件的第二侧上具有凹槽。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，该承载件的第一侧上具有连通该凹槽的作用孔。
4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，该第一线路结构具有对应该作用孔的穿孔。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，形成该承载件的材料为非金属材。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该导电元件为探针结构。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该导电元件穿过该支撑件以电性连接该第二线路结构。
8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该第一线路结构螺接该承载件。
9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该第二线路结构螺接该支撑件。
10.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该支撑件卡接该承载件。
11.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该支撑件中具有电性连接该第二线路结构的导电体。
12.根据权利要求11所述的测试装置，其特征在于，该导电体为探针结构。
13.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，形成该支撑件的材料为非金属材。
14.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，该测试装置还包括设于该第一线路结构上且电性连接该第一线路结构的电性连接件。
15.一种检测设备，其特征在于，包括：
腔体，其具有开口；
盖体，其盖设于该腔体的开口上；
根据权利要求1至14中任一所述的测试装置，其以该第一线路结构设于该盖体上；以及
作动件，其设于该测试装置的第二线路结构上。
16.根据权利要求15所述的检测设备，其特征在于，该第一线路结构以可拆的方式设于该盖体上。
17.根据权利要求15所述的检测设备，其特征在于，该作动件以可拆的方式设于该第二线路结构上。
18.根据权利要求15所述的检测设备，其特征在于，该盖体具有外露该承载件的通孔。
19.根据权利要求15所述的检测设备，其特征在于，该检测设备还包括固接该作动件的位移装置。
20.根据权利要求19所述的检测设备，其特征在于，该位移装置包含至少一机械手臂。
21.根据权利要求15所述的检测设备，其特征在于，该腔体包含金属材。
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