CN112763360A - 多功能芯片硬度测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能芯片硬度测试设备，包括硬度测试装置、清洁装置及除尘装置，其中，硬度测试装置包括驱动件、压痕器及硬度测试仪，所述驱动件驱动压痕器挤压芯片，所述硬度测试仪根据压痕器挤压芯片状况获取芯片硬度；清洁装置用于去除芯片表面产生的压屑，除尘装置用于收集所述清洁装置去除的压屑。上述多功能芯片硬度测试设备，通过硬度测试装置检测芯片硬度后由清洁装置去除芯片上的压屑，除尘装置收集清洁装置去除的压屑，从而完成芯片的硬度检测及清洁。

Description

多功能芯片硬度测试设备

技术领域

本发明涉及一种测试装置，特别是涉及一种多功能芯片硬度测试设备。

背景技术

计算机芯片作为计算机的核心部件，计算机芯片相关性能直接决定了计算机的运行状况。目前，为了测试计算机芯片的抗暴力攻击能力，主要通过挤压芯片测试芯片的硬度。但是，对于不同芯片需放置不同的硬度测试区进行测试，且测试硬度过程中产生的压屑会污染环境。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种多功能芯片硬度测试设备。

一种多功能芯片硬度测试设备，包括：

硬度测试装置，包括驱动件、压痕器及硬度测试仪，所述驱动件驱动压痕器挤压芯片，所述硬度测试仪根据压痕器挤压芯片状况获取芯片硬度；

清洁装置，用于移除芯片表面产生的压屑；

除尘装置，连通于所述清洁装置，所述清洁装置移除芯片表面压屑于靠近除尘装置的一侧，所述除尘装置用于收集所述清洁装置移除的压屑。

上述多功能芯片硬度测试设备，硬度测试装置检测芯片硬度后由清洁装置移除芯片上的压屑于靠近除尘装置的一侧，除尘装置收集清洁装置移除的压屑，从而完成芯片的硬度检测及清洁。

在其中一个实施例中，所述压痕器包括固定器及压头，所述固定器位于驱动件下方，所述固定器可固定不同型号的压头，所述压头用于挤压芯片。

在其中一个实施例中，还包括滑板，所述驱动件滑动连接于所述滑板。

在其中一个实施例中，所述硬度测试装置包括控制器及检测器，所述控制器电连接所述驱动件及检测器，所述检测器用于获取芯片的位置信息并传输于所述控制器，所述控制器根据获取的位置信息控制所述驱动件相对滑板移动以使所述压头正对所述芯片。

在其中一个实施例中，所述清洁装置位于所述硬度测试装置的一侧，所述除尘装置朝向远离硬度测试装置的一侧连接所述清洁装置。

在其中一个实施例中，所述清洁装置包括清洁器及第二放置架，所述第二放置架用于固定芯片，所述清洁器位于所述第二放置架一侧以去除芯片表面的压屑。

在其中一个实施例中，所述除尘装置包括除尘管道、除尘电机及除尘控制器，所述除尘管道连通于清洁装置，所述除尘控制器控制除尘电机启动，所述除尘电机通过所述除尘管道吸收所述清洁装置的压屑。

在其中一个实施例中，还包括收集装置，所述收集装置用于收集压屑，所述除尘电机通过所述除尘管道吸收所述清洁装置的压屑于所述收集装置。

在其中一个实施例中，所述除尘管道及除尘电机位于所述第二放置架的两侧，所述除尘管道与所述除尘电机相对。

在其中一个实施例中，还设有机械手，所述机械手位于所述硬度测试装置和清洁装置之间，或者所述机械手位于所述硬度测试装置和清洁装置的同一侧，所述机械手用于取放芯片于所述硬度测试装置或所述清洁装置。

附图说明

图1为多功能芯片硬度测试设备示意图。

图标：

10-多功能芯片硬度测试设备；

100-硬度测试装置；110-驱动件；111-液压缸；112-液压杆；120-压痕器；121-固定器；122-压头；123-夹板；130-硬度测试仪；140-支撑件；141-测试固定板；142-第一放置架；150-测试壳体；151-顶板；152-侧壁；153-底板；160-滑板；170-控制器；180-检测器；

200-清洁装置；210-清洁器；211-控制器；212-电机；213-旋转轴；214-扇叶；220-第二放置架；230-清洁壳体；

300-除尘装置；310-除尘管道；320-除尘电机；330-除尘控制器；340-收集装置；350-除尘壳体；

400-芯片。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

结合图1所示，本发明一实施例中的多功能芯片硬度测试设备10，包括硬度测试装置100、清洁装置200及除尘装置300，其中，硬度测试装置100通过挤压芯片400以获取芯片400的硬度，清洁装置200去除芯片400表面上的压屑于靠近除尘装置300的一侧并由除尘装置300收集清洁装置300去除的压屑，从而完成芯片400的硬度检测及表面压屑的清洁。

具体的，硬度测试装置100包括驱动件110、压痕器120及硬度测试仪130，驱动件110、压痕器120及硬度测试仪130均位于测试壳体150内。其中，驱动件110一侧固定于测试壳体150，另一侧连接压痕器120，芯片400位于压痕器120下方，驱动件110驱使压痕器120朝向靠近芯片400的一侧运动以挤压芯片400，硬度测试仪130可根据压痕器120挤压芯片400的作用状况获取芯片400硬度。

其中，芯片硬度值为压痕器施加于芯片400的载荷与芯片400压痕面积比值，即压痕器120施加一定大小的试验载荷，将压痕器120(压头)压入芯片400表面，保持规定的时间，然后卸载载荷并测量芯片表面的压痕面积，载荷除以压痕面积获取芯片硬度。

为避免驱动件110施加过大的作用力于芯片400表面，致使支撑芯片400的测试壳体150的底板153变形，底板153设有支撑件140，芯片400位于支撑件140上方，其中，支撑件140的表面远大于芯片400的表面积，支撑件140的硬度及强度远高于测试壳体150。

具体的，支撑件140包括测试固定板141及第一放置架142，测试固定板141底面贴合于测试壳体150的底板，第一放置架142固定于测试固定板141顶面，芯片400固定于第一放置架142。在压痕器120挤压芯片400时，作用于芯片400上的作用力依次通过第一放置架142、测试固定板141传递到测试壳体150的底板153，由于测试固定板141表面积远大于芯片400的表面积，从而避免过大的作用力导致底板153变形。进一步的，由于不同芯片400的尺寸不同，为固定不同尺寸的芯片400于测试固定板141，第一放置架142可从芯片400两侧抱紧芯片400，从而固定不同尺寸的芯片400。优选的，驱动件110位于第一放置架142上方并固定于测试壳体141的顶板151，压痕器120连接驱动件110且位于第一放置架142的上方，优选位于芯片400的正上方。

在检测芯片400的硬度时，首先，驱动器110驱动压痕器120相对芯片400向下运动抵接于芯片400表面并施加载荷于芯片400，在压痕器120完全压入芯片400表面时保持一定时间。然后，驱动器110驱动压痕器120相对芯片400向上运动卸载芯片400表面的载荷，硬度测试仪130根据压痕器120施加于芯片400表面的载荷及芯片400表面的压痕面积获取芯片400的硬度。在压痕器120挤压芯片400会在芯片400表面产生压屑，清洁装置200位于芯片400的一侧去除芯片400表面的压屑，除尘装置300收集芯片400表面脱离的压屑。

相应的，清洁装置200可位于靠近第一放置架142‘左侧’或‘右侧’且固定于测试壳体150的侧壁152，或者清洁装置200固定于测试壳体150远离第一放置架142一侧的侧壁152。具体的，清洁装置200对芯片400施加平行于压痕表面的作用力，即从水平方向去除芯片400表面的压屑，可避免正对压痕表面引起压屑的飞溅，除尘装置300与清洁装置200相对以收集清洁装置200从芯片表面去除的压屑。

由于清洁装置200去除芯片400表面的压屑会导致压屑分布于测试壳体150内，进而污染硬度测试装置100及影响后续芯片400硬度测试的精度。针对上述问题，优选如图1所示的实施例，清洁装置200设有清洁壳体230，清洁壳体230连接于测试壳体150的侧壁152，除尘装置300连通于清洁壳体200。清洁装置200对芯片400施加平行于压痕表面的作用力将压屑移动至靠近除尘装置300的一侧，除尘装置300吸附清洁装置200去除的压屑。

对于不同型号的芯片400，其自身厚度、硬度及材质存在一定的差异，为避免压痕器120压入芯片400表面时施加载荷过大导致压痕器120损坏以及保证硬度测试精度，需使用配置不同规格压痕器120的硬度测试装置100进行检测，检测过程繁琐且增加额外硬度测试装置100设备及占据较大测试空间。针对上述问题，压痕器120由压头122及固定器121组成，压头122用于挤压芯片400，固定器121一侧连接于驱动件110，另一侧可固定不同型号的压头122。具体的，压头122可通过螺纹可拆卸连接于固定器121，或固定器121从压头122四周抱紧压头122。其中，由于压头122挤压芯片400的作用力较大，会导致螺纹变形失效，优选如图1所示实施例，固定器121下方设置夹板123，夹板123从压头122的两侧夹紧压头122，压头122上端抵接于固定器121，压头122下端用于挤压芯片400。在挤压不同型号芯片400以获取其硬度时，根据芯片400的型号选择恰当的压头122后，通过夹板123固定压头122并挤压芯片400，从而进行芯片400的硬度测试且保证芯片400硬度测试的精度。

压头122对芯片400挤压的位置不同其硬度测试结果存在一定的差异，通常选择芯片400的中心位置进行硬度检测，由于不同型号芯片400的尺寸不同，其各个芯片400的中心位置存在偏差。为保证芯片400硬度检测结果的准确度，硬度测试装置100设有滑板160，驱动件110连接于滑板160并相对顶板151移动。具体的，硬度测试装置100包括控制器170及检测器180，控制器170电连接驱动件110及检测器180，检测器180用于获取芯片400的位置并传输相应芯片的位置信息于控制器170，控制器170根据获取的位置信息控制驱动件110相对顶板151移动。具体的，滑板160固定于顶板151，驱动件110相对滑板160移动，即驱动件110相对滑板160沿平行于芯片400的长度方向及宽度方向移动，使驱动件110正对于芯片400中心，进而使位于驱动件110正下方的压头122正对芯片400中心。或者，驱动件110固定于滑板160，滑板160相对顶板151移动，即滑板160相对顶板151沿平行于芯片400的长度方向及宽度方向移动，使驱动件110正对芯片400中心，进而使位于驱动件110正下方的压头122正对芯片400中心。

具体的，驱动件110包括液压缸111及液压杆112，液压杆112朝向远离芯片400的一端连接于液压缸111，液压杆112朝向靠近芯片400的一端连接压痕器120，液压缸111驱动液压杆112相对芯片400上下移动，液压缸111相对滑板160沿平行于芯片400的长度及宽度方向移动。在压痕器120挤压芯片400之前，控制器170控制液压缸111相对滑板160进行位置调整，使液压杆112下方的压头122正对芯片400中心，然后液压缸111驱动液压杆112下压挤压芯片400，迫使压头122完全压入芯片400表面，硬度测试仪130根据压头122对芯片400的挤压作用力及压头122底面大小获取芯片400的硬度。

为提高芯片400表面的清洁度及避免芯片400表面压屑污染清洁装置200，清洁装置200连接于硬度测试装置100的一侧，除尘装置300朝向远离硬度测试装置100的一侧连接清洁装置200。具体的，如图1所示，清洁装置200包括清洁器210及第二放置架220，芯片400固定于第二放置架220，清洁器210位于第二放置架220的侧边，清洁器210从芯片400的侧边去除芯片400表面的压屑，避免正对芯片400引起芯片400表面压屑四处飞溅。为及时排出清洁装置200从芯片400表面脱离的压屑，除尘装置300正对清洁器210对压屑产生与清洁器210同方向的作用力，从而增大排除压屑的作用力，提高芯片400表面压屑的清除效果。同时，除尘装置300与清洁器210对压屑产生的作用力方向相同，增大除尘装置300对压屑的吸附力，使除尘装置300较大程度收集压屑，避免芯片400表面脱离的压屑污染清洁装置200。

为进一步提高除尘装置300收集压屑的效率，避免压屑在清洁器210的作用下飞扬而堆积于清洁器210。优选如图1所示的实施例，清洁器210包括控清洁制器211、清洁电机212、旋转轴213及扇叶214，清洁控制器211控制清洁电机212转动，清洁电机212通过旋转轴213带动扇叶214转动，进而迫使气流由扇叶214一侧流过芯片400表面，气流携带芯片400表面的压屑脱离芯片400表面并朝向靠近除尘装置300的一侧移动。具体的，除尘装置300包括除尘管道310、除尘电机320、除尘控制器330及除尘壳体350，其中，除尘管道310伸出于除尘壳体350并连通于清洁壳体230，除尘电机320及除尘控制器330位于除尘壳体350内部。具体的，除尘管道310连通于清洁壳体230并与扇叶214相对，除尘控制器330控制除尘电机320启动，除尘电机320启动后通过除尘管道310吸附芯片400表面的压屑。其中，清洁电机212与除尘电机320同步启动，即清洁控制器211及除尘控制器330同步发送启动指令于清洁电机212和除尘电器320，使除尘电机320脱离芯片400表面压屑的同时，除尘电机320即通过除尘管道310吸附压屑，避免芯片400表面压屑随气流流动分布于整个清洁壳体230。

进一步的，除尘装置300还包括收集装置340，收集装置340用于收集压屑。具体的，除尘电机320可采用抽风机以吸入携带有压屑的气流，收集装置340连接于抽风机的尾部，压屑随气流流经除尘管道310、除尘电机320到达除尘电机320尾部的收集装置340，气流流经收集装置340，压屑滞留于收集装置340，进而将压屑收集于收集装置340中。具体的，除尘控制器330电连接于除尘电机320以控制除尘电机320启动及停止，除尘电机320一侧连通除尘管道310，除尘电机320另一侧连接收集装置340，压屑通过除尘电机320流入收集装置340。

由于芯片400在进行硬度测试及清洁时，需手动不断将芯片400放置或取出于硬度测试装置100及清洁装置200，自动化程度低、操作过程繁琐。针对上述问题，上述多功能芯片硬度测试设备10设有机械手，机械手用于取放芯片400于硬度测试装置100及清洁装置200。具体的，当硬度测试装置100与清洁装置200相对时，机械手位于硬度测试装置100与清洁装置200之间；当硬度测试装置100与清洁装置200并排放置时，机械手位于硬度测试装置100与清洁装置200的同一侧。在机械手取放芯片400于硬度测试装置100与清洁装置200时，首先，机械手放置芯片400于硬度测试装置100，由硬度测试装置100进行芯片400的硬度检测。然后，硬度测试装置100完成芯片400硬度测试后，机械手取出芯片400并放置芯片400于清洁装置200。最后，在清洁装置200及除尘装置300完成芯片400表面的清洁后，机械手取出芯片400放置于外界，从而完成芯片400硬度检测及清洁过程的取放，芯片400硬度检测自动化程度高、节省人力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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)

1.一种多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，包括：

硬度测试装置，包括驱动件、压痕器及硬度测试仪，所述驱动件驱动压痕器挤压芯片，所述硬度测试仪根据压痕器挤压芯片状况获取芯片硬度；

清洁装置，用于移除芯片表面的压屑；

除尘装置，连通于所述清洁装置，所述清洁装置移除芯片表面压屑于靠近除尘装置的一侧，所述除尘装置用于收集所述清洁装置移除的压屑。

2.根据权利要求1所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，所述压痕器包括固定器及压头，所述固定器位于驱动件下方，所述固定器可固定不同型号的压头，所述压头用于挤压芯片。

3.根据权利要求2所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，还包括滑板，所述驱动件滑动连接于所述滑板。

4.根据权利要求3所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，所述硬度测试装置包括控制器及检测器，所述控制器电连接所述驱动件及检测器，所述检测器用于获取芯片的位置信息并传输于所述控制器，所述控制器根据获取的位置信息控制所述驱动件相对所述滑板移动以使所述压头正对所述芯片。

5.根据权利要求1所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，所述清洁装置位于所述硬度测试装置的一侧，所述除尘装置朝向远离所述硬度测试装置的一侧连接所述清洁装置。

6.根据权利要求5所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，所述清洁装置包括清洁器及第二放置架，所述第二放置架用于固定芯片，所述清洁器位于所述第二放置架一侧以去除芯片表面的压屑。

7.根据权利要求6所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，所述除尘装置包括除尘管道、除尘电机及除尘控制器，所述除尘管道连通于清洁装置，所述除尘控制器控制除尘电机启动，所述除尘电机通过所述除尘管道吸收所述清洁装置的压屑。

8.根据权利要求7所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，还包括收集装置，所述收集装置用于收集压屑，所述除尘电机通过所述除尘管道吸收所述清洁装置的压屑于所述收集装置。

9.根据权利要求7所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，所述除尘管道及所述清洁器位于所述第二放置架的两侧，所述除尘管道与所述清洁器相对。

10.根据权利要求1-9项任一项所述的多功能芯片硬度测试设备，其特征在于，还设有机械手，所述机械手位于所述硬度测试装置和清洁装置之间，或者所述机械手位于所述硬度测试装置和清洁装置的同一侧，所述机械手用于取放芯片于所述硬度测试装置或所述清洁装置。

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