CN112710872A - 用于芯片测试装置的装载器及芯片测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于芯片测试装置的装载器及芯片测试装置，其中，所述装载器包括：底座部件，具有放置芯片的凹槽，并能将所述芯片与芯片测试装置的测试器电连接；压盖部件，可拆卸地装配在所述底座部件上；制冷部件，设在所述凹槽内并被所述压盖部件与所述芯片所夹持；其中，所述压盖部件能通过所述制冷部件将所述芯片紧压在所述底座部件的凹槽中。本发明的装载器能够便于验证芯片的低温工作性能。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种用于芯片测试装置的装载器及芯片测试装置。
背景技术
一般装载器采用在底座部件内嵌入弹簧针(pogo pin)的结构，在芯片被压在底座部件上时，利用下压力形成芯片管脚→弹簧针→测试基板触电的信号通路。
量产测试时对芯片的下压力由分选机压头产生，工程验证测试时常采用在底座部件上安装测试盖，通过测试盖的结构来产生下压力。
通常商用级别的芯片工作温度在0～70℃，某些特殊用途的芯片由于其工作环境恶劣，需要经过-40℃～120℃的测试验证。
芯片设计、测试工程师在工程验证阶段通常采用将整个设备置入高低温箱内的方法进行验证测试，此方法不便于连接自动测试设备(ATE)、在测试过程中更换芯片以及在线调整测试硬件。
为解决现用技术中的不便于验证芯片低温工作性能，有必要提出一种新的用于芯片测试装置的装载器及芯片测试装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于芯片测试装置的装载器，本发明的装载器能够便于验证芯片的低温工作性能。
为实现上述目的，本发明提出了一种装载器，其中，所述装载器包括：
底座部件，具有放置芯片的凹槽，并能将所述芯片与芯片测试装置的测试器电连接；
压盖部件，可拆卸地装配在所述底座部件上；
制冷部件，设在所述凹槽内并被所述压盖部件与所述芯片所夹持；
其中，所述压盖部件能通过所述制冷部件将所述芯片紧压在所述底座部件的凹槽中。
如上所述的装载器，其中，还包括用于容纳所述芯片的导热扣帽，所述导热扣帽设于所述底座部件的凹槽内并被所述底座部件和制冷部件所夹持。
如上所述的装载器，其中，所述制冷部件包括层叠设置的且依次远离所述导热扣帽的第一级致冷片和换热部件，所述换热部件用于辅助所述第一级致冷片来制冷。
如上所述的装载器，其中，所述换热部件包括能够容纳所述换热介质的空心块，以及与所述空心块相连并能从所述压盖部件中穿出的进液管和出液管。
如上所述的装载器，其中，所述制冷部件还包括设在所述第一级致冷片与换热部件之间的第二级致冷片，以及设在所述第一级致冷片和所述第二级致冷片之间的导热片。
如上所述的装载器，其中，还包括设置在所述导热扣帽和/或所述导热片上的温度传感器，以及与所述温度传感器相连的所述控制器，所述控制器能够根据温度传感器的检测信号调整所述第一级致冷片和/或第二级致冷片的制冷量。
如上所述的装载器，其中，还包括填充在所述压盖部件、底座部件、制冷部件和导热扣帽之间的隔热填料。
如上所述的装载器，其中，所述压盖部件包括插入在所述凹槽内并包围所述制冷部件的内盖体和套设所述内盖体外并通过螺纹与所述底座部件连接的外盖体，当旋转所述外盖体时，所述外盖体能够通过所述内盖体、制冷部件和导热扣帽将所述芯片紧压在所述底座部件的凹槽中。
如上所述的装载器，其中，所述底座部件包括装有弹簧针的底板和设于所述底板上的且与所述底板一起限定所述凹槽的围板，所述弹簧针能接触所述芯片的管脚并将所述芯片与测试器电连接。
本发明还提出了一种芯片测试装置，其中，包括如上所述的装载器。
通过本发明的装载器能够便于测试芯片的低温性能，省去了将待测芯片放入恒温箱大范围降温的过程，简化了设计者和测试工程师在做低温环境验证中测试的步骤，提高了工程验证环境下做低温测试环节所需要的时间，提高了工作效率和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。
图1是本发明的实施例提供的装载器的主视图；
图2是图1中的沿A-A线的剖视图；
图3是图1中的沿B-B线的剖视图；
图4是本发明的实施例提供的装载器的分解图；以及
图5是本发明的实施例提供的装载器的制冷原理示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如芯片测试的方法、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
另外，为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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做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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，本发明提供了一种装载器，该装载器包括：底座部件1、压盖部件3以及制冷部件2，其中，底座部件1具有放置待测的芯片4的凹槽10，并能将芯片4与芯片测试装置的测试器(图中未示出)电连接，制冷部件2设在凹槽10内并被压盖部件3与芯片4所夹持。
具体地，装载器还包括导热扣帽211，导热扣帽211设于底座部件1的凹槽10内并被底座部件1和制冷部件2所夹持。
制冷部件2包括层叠设置的且依次远离导热扣帽211的第一级致冷片213和换热部件212(也可以称为冷却单元212)，换热部件212用于辅助第一级致冷片213来制冷。
进一步地，换热部件212包括能够容纳换热介质(如水)的空心块，以及与空心块相连并能从压盖部件3中穿出的进液管和出液管。在一具体实施例中，换热部件212包括水冷头，水冷头靠近第一级致冷片213的热端，以对第一级致冷片213的热端制冷，水冷头的进水管和出水管6穿过压盖部件3与外部水源相连通。
进一步地，制冷部件2还包括第二级致冷片214，第二级致冷片214的热端靠近第一级致冷片213的冷端且第二级致冷片214的冷端靠近导热扣帽211。在一可选的实施方式中，上所述的装载器，其中，第一级致冷片213和第二级致冷片214之间设有导热片215(也可以称为级间导热片)，通过导热片215将第二级致冷片214热端(与级间导热片接触面)产生的热量带走，使第二级致冷片冷端(与导热扣帽接触面)达到比第一级致冷片冷端更低的温度。
导热扣帽211与待测的芯片相抵接(即相接触)；制冷部件2与导热扣帽211的远离待测的芯片4的一侧相抵接，以及换热部件212与制冷部件2的远离导热扣帽211的一侧相抵接。
在一具体实施例中，制冷部件2包括第一级致冷片213，第一级致冷片213的热端(图1中的上端)与换热部件212相接，第一级致冷片的冷端(图1中的下端)与第一级致冷片213的热端相对并靠近导热扣帽211。
如图5所示，在一具体实施方式中，导热扣帽211和/或导热片215上设有温度传感器(图中未示出)，导热扣帽211和导热片215上的温度传感器均与控制器相接。导热片215与导热扣帽211上的温度传感器将温度数据传入控制器，由控制器实时调节两级致冷片的工作电压(即调整输出功率)，使芯片温度尽快达到目标温度。
在一具体实施方式中，压盖部件3包括与制冷部件相连的螺旋件。压盖部件包括插入在凹槽内并包围制冷部件2的内盖体和套设内盖体外并通过螺纹与底座部件1连接的外盖体，当旋转外盖体时，外盖体能够通过内盖体、制冷部件和导热扣帽211将芯片4紧压在底座部件1的凹槽10中。
底座部件1包括装有弹簧针的底板和设于底板上的且与底板一起限定凹槽的围板5，弹簧针能接触所述芯片的管脚并将所述芯片与测试器电连接。
现结合图1至图5对本发明的装载器的一具体实施例进行详细地描述，以使本发明清楚，其并非旨于对本发明的限制。
具体地，本发明的装载器用于在工程验证环境下，在芯片制冷部件内部空间产生局部低温环境，实现低温环境下的芯片验证测试。
本发明的装载器结构如图1-3所示，围板5通过螺钉固定在底座部件1上，围板5上有螺纹，通过旋转旋钮可以下压制冷部件活动部分(见图4，除围板5外均为活动部分)；被测芯片4(DUT)置于底座部件的凹槽10内，通过旋转旋钮将制冷部件2下压，被测芯片4(DUT)的管脚与底座部件1的弹簧针接触形成信号通路；外壳216内部为制冷与传热部件，沿热量传递通路依次为：被测芯片→导热扣帽→第二级致冷片→级间导热片→第一级致冷片→水冷头，导热扣帽、级间导热片和水冷头上有温度传感器，内部制冷部件(包括导热扣帽、一级二级致冷片、级间导热片、水冷头)与外壳216之间填充隔热材料7。
低温制冷部件工作原理如图5所示，致冷片是基于珀尔贴效应工作的器件，在电流流经致冷片的正负两极时，致冷片两表面的热量将会从一侧(冷端)被传输至另一侧(热端)以在冷端表面产生相对于热端表面温度的低温，直至两表面达到最大温度差或器件达到最大制冷功率。低温制冷部件工作时，第一级致冷片、第二级致冷片通电，第一级致冷片热端(与水冷头接触面)产生的热量被水冷头中流动的冷却水带走，保持设备稳定运行，第一级致冷片冷端(与级间导热片接触面)形成低温，通过级间导热片带走第二级致冷片热端(与级间导热片接触面)产生的热量，使第二级致冷片冷端(与导热扣帽接触面)达到比第一级致冷片冷端更低的温度，第二级致冷片通过导热扣帽与被测芯片的上表面与管脚接触导热，级间导热片与导热扣帽上的温度传感器将温度数据传入控制器，由控制器实时调节两级致冷片的工作电压(即调整输出功率)，使芯片温度尽快达到目标温度。由于致冷片的制冷原理是将冷表面的温度传输至热表面，使两表面产生一定的温度差，同时消耗的电能会在热表面产生额外的热量。由于冷热两面温差一定，当热表面散热不良时增加制冷功率会让热表面温度升高，反而会导致冷表面制冷效果下降。因此在两级制冷系统中，需要根据两级致冷片表面温度、温差和实时输出功率判断各致冷片功率调节方式，而不可仅通过温度做简单的反馈控制。
在工程验证环境下使用时，先将测试基板连接测试装置，通过螺栓把底座部件安装固定在测试基板上，确保底座部件底部的弹簧针与电路板上触点接触良好，将待验证芯片放在底座上的凹槽10内，然后将低温制冷部件安装在底座部件上，顺时针旋转旋钮至制冷部件压紧被测芯片，此时导热扣帽与被测芯片的上表面与四周管脚接触，被测芯片与底座部件上部的弹簧针接触良好，启动致冷片、循环泵和冷却风扇，当制冷部件达到预期温度即可开始进行验证测试工作。
通过本发明的装载器对芯片的低温性能测试的操作省去了将待测芯片放入恒温箱大范围降温的过程，简化了设计者和测试工程师在做低温环境验证中测试的步骤，提高了工程验证环境下做低温测试环节所需要的时间，提高了工作效率和准确性。
本发明可应用于在芯片工程调试时，在制冷部件内部形成局部低温环境来进行芯片低温验证测试工作。
本发明中，制冷部件通过旋转旋钮产生下压力的装置可以是其他形式的下压装置，只要能够对制冷部件产生下压力使得制冷部件被向下压即可，在此不对下压装置的具体结构进行限制，其均在本发明的范围内。
在本发明的具体实施方式中，外壳的固定装置可以是螺栓也可以是其他快速夹具。
在本发明的具体实施方式中，两级致冷片结构中的级间导热片可以取消，会降低导热效率，使达到预期温度所需时间变长。
在本发明的具体实施方式中，两级致冷片结构也可以减少为一级，会使设备可控制的温度范围变小。
通过控制器为致冷片施加负电压可以在制冷部件内部形成局部不超过80℃的高温环境。
本发明的装载器可以在芯片制冷部件内部空间中快速产生低温环境，减少工程验证测试中等待降温的过程，简化操作步骤，提升芯片工程验证测试工作效率。
本发明的装载器实现在芯片制冷部件内部产生局部低温环境，在工程验证环境下便捷的验证芯片低温工作性能
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于芯片测试装置的装载器，其特征在于，所述装载器包括：
底座部件，具有放置芯片的凹槽，并能将所述芯片与芯片测试装置的测试器电连接；
压盖部件，可拆卸地装配在所述底座部件上；
制冷部件，设在所述凹槽内并被所述压盖部件与所述芯片所夹持；
其中，所述压盖部件能通过所述制冷部件将所述芯片紧压在所述底座部件的凹槽中。
2.如权利要求1所述的装载器，其特征在于，还包括用于容纳所述芯片的导热扣帽，所述导热扣帽设于所述底座部件的凹槽内并被所述底座部件和制冷部件所夹持。
3.如权利要求2所述的装载器，其特征在于，所述制冷部件包括层叠设置的且依次远离所述导热扣帽的第一级致冷片和换热部件，所述换热部件用于辅助所述第一级致冷片来制冷。
4.如权利要求3所述的装载器，其特征在于，所述换热部件包括能够容纳所述换热介质的空心块，以及与所述空心块相连并能从所述压盖部件中穿出的进液管和出液管。
5.如权利要求3所述的装载器，其特征在于，所述制冷部件还包括设在所述第一级致冷片与换热部件之间的第二级致冷片，以及设在所述第一级致冷片和所述第二级致冷片之间的导热片。
6.如权利要求5所述的装载器，其特征在于，还包括设置在所述导热扣帽和/或所述导热片上的温度传感器，以及与所述温度传感器相连的所述控制器，所述控制器能够根据温度传感器的检测信号调整所述第一级致冷片和/或第二级致冷片的制冷量。
7.如权利要求2至6中任一项所述的装载器，其特征在于，还包括填充在所述压盖部件、底座部件、制冷部件和导热扣帽之间的隔热填料。
8.如权利要求2至6中任一项所述的装载器，其特征在于，所述压盖部件包括插入在所述凹槽内并包围所述制冷部件的内盖体和套设所述内盖体外并通过螺纹与所述底座部件连接的外盖体，当旋转所述外盖体时，所述外盖体能够通过所述内盖体、制冷部件和导热扣帽将所述芯片紧压在所述底座部件的凹槽中。
9.如权利要求8所述的装载器，其特征在于，所述底座部件包括装有弹簧针的底板和设于所述底板上的且与所述底板一起限定所述凹槽的围板，所述弹簧针能接触所述芯片的管脚并将所述芯片与测试器电连接。
10.一种芯片测试装置，其特征在于，包括如权利要求1到9中任一项所述的装载器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210427 |