CN114486508A - 一种叠层封装用推拉力测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种叠层封装用推拉力测试装置，属于芯片测试设备，其包括底座，所述底座上设有用于推拉芯片的机架，所述底座上设有在平面内移动的工作台，所述工作台上方设有压板，所述压板上开设有朝向所述机架的工作口，所述压板与所述工作台之间设有供芯片移动的通道，所述通道内设有用于夹紧并移动芯片的夹持机构。本申请具有便于更换芯片，提高芯片的检测效率的效果。

Description

一种叠层封装用推拉力测试装置

技术领域

本申请涉及芯片测试设备的领域，尤其是涉及一种叠层封装用推拉力测试装置。

背景技术

随着半导体产业的不断发展，电子产品在日常生活中随处可见，其中芯片作为电子产品中不可或缺的组成部件。同时随着小型化高密度封装的出现，对高速与高精度装配的要求变得更加关键，芯片的堆叠封装工艺变得尤为重要。

堆叠组装又称为叠层封装，是采用两个或两个以上的BGA（球栅阵列封装）堆叠而成的一种封装方式。一般叠层封装结构采用了BGA焊球结构，将高密度的数字或混合信号逻辑器件上下叠层焊接，并成型一个集成芯片，在将芯片贴装在PCB板上。为了保证芯片叠层的稳固性，通过推拉力测试设备对芯片进行推拉力测试检测，以检测芯片的叠层封装的质量。

然而在实际的检测过程中，为了提高芯片在推拉力测试中的稳定性，芯片通常被夹具夹紧固定，每次更换芯片需要拆装夹具，由此芯片的更换和检测时间较长，检测效率较低。

发明内容

为了便于更换芯片，提高芯片的检测效率，本申请提供一种叠层封装用推拉力测试装置。

本申请提供的一种叠层封装用推拉力测试装置采用如下的技术方案：

一种叠层封装用推拉力测试装置，包括底座，所述底座上设有用于推拉芯片的机架，所述底座上设有在平面内移动的工作台，所述工作台上方设有压板，所述压板上开设有朝向所述机架的工作口，所述压板与所述工作台之间设有供芯片移动的通道，所述通道内设有用于夹紧并移动芯片的夹持机构。

通过采用上述技术方案，芯片在工作台一侧插入通道内，并被夹持机构夹持，夹持机构带动芯片在通道内移动，并将芯片上待检测区域置于工作口处，此时机架在工作口处对芯片检测，其中夹持机构和压板对芯片停工稳定的支撑，当芯片检测完成后，夹持机构移动芯片从通道的另一侧穿出，并且新的待检测芯片从而再次进入通道，由此快速更换工作台上的芯片，提高芯片的检测效率。

可选的，所述夹持机构包括若干组与工作台转动连接的主动轮，所述夹持机构还包括设置在所述压板上且与所述主动轮相对的压紧轮，所述工作台内部设有用于驱动所述主动轮转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，主动轮和压紧轮抵接在芯片上下两侧，并夹紧芯片，驱动组件驱动所有主动轮转动，使芯片能够在主动轮的驱动下沿通道平移，从而在保持芯片稳定的前提下，达到快速更换芯片的效果。

可选的，所述驱动组件包括转动连接在工作台内部的驱动杆，所述工作台上设有与驱动杆连接的驱动电机，所述驱动杆通过皮带驱动所述主动轮转动。

通过采用上述技术方案，驱动杆在驱动电机的驱动下转动，驱动杆通过皮带带动主动轮转动，主动轮驱动芯片平移。

可选的，所述压紧轮两侧转动连接有连接块，所述连接块远离压紧轮的一端插接在所述压板内，所述连接块和所述压板之间设有连接两者且朝向所述主动轮的压紧弹簧。

通过采用上述技术方案，压紧弹簧使主动轮和压紧轮夹紧芯片，且压紧弹簧能够形变，使得主动轮和压紧轮之间的距离可以根据芯片的厚度自动调节，不会由于主动轮和压紧轮之间的距离过小而损坏芯片或距离过大而难以驱动芯片移动。

可选的，所述工作台和所述底座之间设有连接两者的移动机构，所述移动机构包括沿Y轴移动的第一移动组件和沿X轴移动的第二移动组件。

通过采用上述技术方案，第一移动组件和第二移动组件使得工作台能够在水平面内平移，由此机架能够对各个部位的芯片进行推拉力检测。

可选的，所述底座远离所述机架的一侧的两端分别设置有上料组件和下料组件。

通过采用上述技术方案，当工作台上的芯片检测完成后，芯片通过下料组件脱离工作台，同时，待检测的芯片通过上料组件进入工作台，由此快速更换并检测芯片，提高芯片检测的智能化和效率。

可选的，所述上料组件包括能与所述通道正对的上料轨道，所述上料轨道远离所述工作台的一端设有平行于上料轨道的第一液压缸，所述上料轨道上还连通有进料轨道，所述进料轨道位于所述第一液压缸和所述工作台之间。

通过采用上述技术方案，进料轨道内的芯片进入上料轨道内，并且进入上料轨道内的芯片正对第一液压缸，其余待检测芯片停留在进料轨道内，当工作台移动到上料轨道处，并且上料轨道正对通道时，第一液压缸推动芯片移动，并插接进入通道内，同时工作台上的夹持机构驱动芯片在通道内的运动，随后第一液压缸收缩，此时第二个芯片进入上料轨道，等待下一次工序。

可选的，所述下料组件包括能与所述通道正对的过渡轨道，所述过渡轨道远离所述工作台的一侧设置有由上而下依次分布第一下料轨道和第二下料轨道，所述第二下料轨道与所述过渡轨道连接，所述第一下料轨道靠近所述过渡轨道的一端滑动连接有朝向所述过渡轨道的连接板，所述连接板和所述第一下料轨道之间设有连接两者的第二液压缸。

通过采用上述技术方案，工作台携带检测完成的芯片移动到过渡轨道处，当芯片检测合格后，第二液压缸驱动连接板朝向过渡轨道移动，合格的芯片沿连接板移动到第一下料轨道上，当芯片检测不合格后，第二液压缸驱动连接板远离过渡轨道，此时不合格的芯片则从过渡轨道直接滑动到第二下料轨道内，由此方便筛选合格芯片和不合格芯片。

可选的，还包括有感应控制组件，所述感应控制组件包括控制器、第一传感器、第二传感器、第一行程开关和第二行程开关，所述第一传感器设置在所述压板靠近所述上料组件的一端，所述第二传感器设置在所述压板靠近所述下料组件的一端，且所述第一传感器和所述第二传感器均朝向所述工作台，所述第一行程开关位于所述上料轨道朝向所述工作台的一侧，所述第二行程开关位于所述过渡轨道朝向所述工作台的一侧，所述第一传感器、所述第二传感器、所述第一行程开关和所述第二行程开关均与所述控制器电连接，所述控制器还与所述第一液压缸、所述第二液压缸、所述夹持机构和所述移动机构电连接。

通过采用上述技术方案，当工作台移动并触碰第一行程开关时，控制器控制第一液压缸将芯片推动到工作台上，此时第一传感器检测到芯片到达工作台上，控制器控制夹持机构驱动芯片调整与工作台的相对位置，随后控制器控制移动机构驱动工作台移动到机架下方，并配合夹持机构将芯片待检测的部位移动到机架处，当芯片检测合格后，控制器再次控制移动机构将工作台移动到第二行程开关处，控制器则根据检测结果控制第二液压缸伸长或收缩，随后控制器再次控制夹持机构将芯片从工作台上脱离，重复上述步骤，快速更换并检测芯片。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.夹持机构使得工作台上无需拆装夹具而更换芯片，提高芯片的更换效率以及检测效率，另外夹持机构夹持并稳固芯片，提高了芯片在检测时的稳定性，从而提高了检测结果；

2.上料组件和下料组件使得芯片能够自动更换，而无需人工，减少劳动强度和工作效率；

3.感应控制组件控制夹持机构、移动机构、上料组件和下料组件的运行，提高推拉力测试装置的智能化水平，提高整体的工作效率。

附图说明

图1是本申请实施例1中关于整体结构示意图。

图2是本申请实施例1中关于移动机构的结构示意图。

图3是本申请实施例1中关于夹持机构的结构示意图。

图4是本申请实施例1中关于压板和压紧轮的爆炸示意图。

图5是本申请实施例1中关于驱动组件的结构示意图。

图6是本申请实施例1中关于上料组件的结构示意图。

图7是本申请实施例1中关于下料组件的结构示意图。

图8是本申请实施例1中关于连接板和第一下料轨道连接的结构示意图。

图9是本申请实施例2中关于支撑组件的结构示意图。

图10是图9中A部放大示意图。

附图标记说明：1、底座；2、机架；21、推拉力计；22、测试针头；3、工作台；31、支撑组件；311、支撑块；312、支撑轮；313、吸盘；314、连接杆；4、移动机构；41、第一移动组件；411、第一移动块；412、第一驱动丝杠；413、第一电机；42、第二移动组件；421、第二移动块；422、第二驱动丝杠；423、第二电机；5、压板；51、插槽；6、夹持机构；61、主动轮；62、压紧轮；621、连接块；622、压紧弹簧；63、驱动组件；631、驱动杆；632、主动皮带轮；633、从动皮带轮；634、皮带；635、驱动电机；7、上料组件；71、上料轨道；72、第一液压缸；721、推块；73、进料轨道；8、下料组件；81、过渡轨道；82、第一下料轨道；83、第二下料轨道；84、导向板；841、导向孔；85、连接板；86、导向杆；87、第二液压缸；9、感应控制组件；91、第一传感器；92、第二传感器；93、第一行程开关；94、第二形成开关。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种叠层封装用推拉力测试装置。

实施例1

参照图1，推拉力测试装置包括底座1，底座1上侧一端固定连接有机架2，机架2上沿竖直方向滑动连接有推拉力计21，机架2内部设置用于驱动推拉力计21升降的升降装置，推拉力计21朝向底座1的一侧固定连接有测试针头22。

底座1上侧的另一端设置有工作台3，底座1和工作台3之间设有连接两者的移动机构4。移动机构4包括沿Y轴方向移动的第一移动组件41和沿X轴方向移动的第二移动组件42，工作台3上放置待检测芯片，其中芯片采用叠层封装工艺制成。

参照图1和图2，第一移动组件41包括与底座1滑动连接的第一移动块411，底座1上转动连接有第一驱动丝杠412，第一驱动丝杠412与第一移动块411的移动方向平行，且第一驱动丝杠412穿过第一移动块411，并与第一移动块411螺纹连接，第一驱动丝杠412远离机架2的一端固定连接有用于驱动第一驱动丝杠412转动的第一电机413。

第二移动组件42包括固定连接在第一移动块411上端面上的第二移动块421，第二移动块421的长度方向水平垂直于第一驱动丝杠412。工作台3沿第二移动块421的长度方向与第二移动块421滑动连接，第二移动块421上方转动连接有平行于第二移动块421长度方向的第二驱动丝杠422，第二驱动丝杠422穿过工作台3，并且与工作台3螺纹连接，在第二驱动丝杠422的一端固定连接有用于驱动第二驱动丝杠422转动的第二电机423。

第一驱动电机635通过驱动第一驱动丝杠412转动，从而驱动工作台3沿Y轴移动，第二驱动电机635通过驱动第二驱动丝杠422转动，从而驱动工作台3沿X轴移动，由此调整芯片到测试针头22下方，准确定位测试。

参照图2和图3，工作台3上端面开设有平行于第二驱动丝杠422的凹槽，在凹槽的正上方设置有压板5，压板5两侧通过螺栓固定在工作台3上，压板5中间位置向上凸起且与凹槽相对，从而构成供芯片移动的通道。

参照图3和图4，工作台3和压板5之间设有夹持机构6，夹持机构6包括位于凹槽两侧的若干主动轮61，主动轮61与工作台3转动连接，工作台3内部设有用于驱动所有主动轮61同步转动的驱动组件63。在主动轮61上方设有相对的压紧轮62，压紧轮62上转动连接有连接块621，压板5上开设有朝向连接块621的插槽51，连接块621远离压紧轮62的一端插接在插槽51内，且在插槽51内设有压紧弹簧622，压紧弹簧622一端与连接块621固定连接，另一端与插槽51的槽底固定连接。

若干芯片贴装在一块PCB板上，当PCB板插接进入通道内时，PCB板一端插接在主动轮61和压紧轮62之间，在压紧弹簧622的作用下，压紧轮62按压PCB板在主动轮61上，驱动组件63驱动主动轮61转动，从而驱动PCB板在通道内平移，当驱动组件63停止主动轮61转动时，主动轮61则配合压紧轮62稳定夹持PCB板，提高芯片推拉力测试的准确性。

参照图3和图5，工作台3内部开设有空腔，空腔内设有平行于第一驱动丝杠412的驱动杆631，驱动杆631两端均工作台3转动连接，且工作台3一侧固定连接有驱动电机635，驱动电机635的输出轴与驱动杆631一端固定连接。主动轮61圆心处固定有转动杆，转动杆远离主动轮61的一端穿入到空腔内，且驱动杆631位于空腔内的两端均固定有主动皮带634轮632。位于凹槽同一侧且处于端部的转动杆上固定有从动皮带634轮633，主动皮带634轮632和从动皮带634轮633通过皮带634连接，相邻转动杆之间可通过皮带634传动连接，凹槽另一侧的转动杆通过相同的结构传动连接。

除此之外，相邻转动杆之间还可设有与工作台3转动连接的传动齿轮，转动杆上固定有与传动齿轮啮合的转动齿轮，通过齿轮传动的方式能够提高转动杆转动的稳定性。

参照图1和图6，在底座1远离机架2的一端的两侧分别设置有上料组件7和下料组件8。上料组件7包括与底座1一侧固定连接的上料轨道71，上料轨道71平行于第二移动块421的长度方向，且能够与第二移动块421的端部对接。上料轨道71的上端面的高度与工作台3的上端面高度平齐，上料轨道71内的PCB板能够插接进入工作台3上的通道中。

上料轨道71远离工作台3的一端固定有平行于上料轨道71的第一液压缸72，第一液压缸72的活塞杆朝向工作台3，且固定有推块721，在上料轨道71一侧固定连通有进料轨道73，进料轨道73位于第一液压缸72和工作台3之间，且进料轨道73远离上料轨道71的一端高与靠近上料轨道71的一端。

当工作台3与上料轨道71对接后，PCB板沿进料轨道73滑动到上料轨道71后，第一液压缸72伸长，推块721推动PCB板朝向工作台3移动，同时推块721封堵进料轨道73，并在插接到工作台3上的通道中，在第一液压缸72的活塞杆收缩后，推块721不再阻挡进料轨道73，进料轨道73内的PCB板滑动进入上料轨道71中。

参照图1和图7，下料轨道包括固定在底座1另一侧的过渡轨道81，过渡轨道81与上料轨道71相对设置，且过渡轨道81端部能够与第二移动块421远离上料轨道71的一端对接。过渡轨道81远离第二移动块421的一端设有第一下料轨道82和第二下料轨道83，第一下料轨道82和第二下料轨道83从上而下依次设置，且第二下料轨道83位于过渡轨道81下方且与过渡轨道81连接。

参照图7和图8，第一下料轨道82靠近过渡轨道81一端的下侧面固定连接有两个相对的导向板84，导向板84靠近过渡轨道81的一端逐渐与过渡轨道81高度平齐，两个导向板84上还设有导向孔841，导向孔841的形状与导向板84的形状相似。两个导向板84之间设有连接板85，连接板85的一侧的两端均固定有插接在导向孔841内的导向杆86，连接板85的另一侧固定有同样插接在另一个导向孔841内的导向杆86。连接板85远离过渡轨道81的一端铰接有第二液压缸87，第二液压缸87同时铰接在第一下料轨道82的下方。

当芯片检测合格后，第二液压缸87推动连接板85朝向过渡轨道81移动，连接板85在导向孔841的导向下，平滑连接过渡轨道81和第一下料轨道82，从工作台3上下来的芯片沿连接板85滑动到第一下料轨道82上，完成收集；当芯片检测不合格后，第二液压缸87收缩，连接板85移动到第一下料轨道82的下方，不合格芯片则从过渡轨道81上直接滑动到第二下料轨道83中，完成不合格芯片的筛选。

参照图3、图6和图7，为了提高自动化水平，推拉力测试装置还包括感应控制组件9，感应控制组件9包括控制器、第一传感器91、第二传感器92、第一行程开关93和第二行程开关，第一传感器91、第二传感器92、第一行程开关93和第二行程开关均与控制器电连接。其中第一传感器91安装在压板5靠近上料组件7的一端，第二传感器92安装在压板5靠近下料组件8的一端，第一传感器91和第二传感器92均朝向工作台3。

第一行程开关93安装在上料轨道71靠近工作台3的一端，第二行程开关安装在过渡轨道81靠近工作台3的一端，当工作台3沿第二移动块421滑动到端部时，工作台3能够触碰到第一行程开关93或第二行程开关。

同时第一电机413、第二电机423、驱动电机635、第一液压缸72和第二液压缸87均与控制器电连接。

本申请实施例一种叠层封装用推拉力测试装置的实施原理为：控制器控制第一电机413驱动第一移动块411远离机架2，当第二移动块421正对上料轨道71时，控制器控制第二电机423驱动工作台3平移至第一行程开关93处，第二形成开关94将信号传递到控制器，控制器控制第一液压缸72将芯片推送到工作台3上，同时集成芯片的PCB板被主动轮61和压紧轮62夹持，此时第一传感器91检测到芯片到达后，控制器控制驱动电机635驱动主动轮61转动，从而驱动PCB板在通道内移动，直至待检测芯片位于工作口处，控制器控制第一电机413和第二电机423驱动并将工作台3移动到检测针头的下方；

在检测完成后，控制器通过第一电机413使第二移动块421正对过渡导轨，控制器通过第二电机423使工作台3移动并触及第二行程开关，第二行程开关将信号反馈到控制器中，若芯片检测合格，控制器控制第二液压缸87驱动连接板85移动，使芯片脱离工作台3后进入沿连接板85进入第一下料轨道82上，若芯片检测不合格，则控制器控制第二液压缸87收缩，芯片则直接滑落到第二下料轨道83中；

当芯片脱离工作台3后，第二传感器92检测不到芯片，则将信号传递到控制器，控制器则控制第二电机423驱动工作台3移动到上料轨道71处，完场芯片的快速更换。

实施例2

参照图9和图10，与实施例1不同之处在于，工作台3和压板5之间设有用于支撑并稳固芯片的支撑组件31，支撑组件31包括平行于芯片移动方向的支撑块311，支撑块311一端与工作台3固定连接，另一端朝向压板5，支撑块311朝向压板5的一端转动连接有若干沿支撑块311长度方向分布的支撑轮312，支撑轮312的圆周上固定有若干均与分布的吸盘313，支撑轮312靠近压板5一侧的吸盘313抵紧并吸附在芯片的侧壁上。

当芯片在工作台3和压板5之间平移时，位于芯片下方的支撑轮312上的吸盘313吸附在芯片上，并且随着芯片移动而带动支撑轮312转动，吸盘313通过吸附芯片，使芯片移动平稳，减少倾斜的可能。当测试针头22对芯片施加推拉力时从而检测芯片时，支撑块311在芯片下方支撑芯片，吸盘313则通过吸附而提高芯片稳定性，同时吸盘313还起到缓冲作用，减少芯片与支撑块311之间的刚性冲击。

在支撑轮312的两侧均设有固定在支撑轮312圆心处的连接杆314，连接杆314远离支撑轮312的一端在主动轮61的圆心处与主动轮61固定连接，由此主动轮61转动从而带动支撑轮312转动，从而减少芯片移动的阻力，同时在主动轮61不转动时，支撑轮312同样不会转动，从而进一步提高芯片的稳定性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠层封装用推拉力测试装置，包括底座（1），所述底座（1）上设有用于推拉芯片的机架（2），其特征在于：所述底座（1）上设有在平面内移动的工作台（3），所述工作台（3）上方设有压板（5），所述压板（5）上开设有朝向所述机架（2）的工作口，所述压板（5）与所述工作台（3）之间设有供芯片移动的通道，所述通道内设有用于夹紧并移动芯片的夹持机构（6）。

2.根据权利要求1所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述夹持机构（6）包括若干组与工作台（3）转动连接的主动轮（61），所述夹持机构（6）还包括设置在所述压板（5）上且与所述主动轮（61）相对的压紧轮（62），所述工作台（3）内部设有用于驱动所述主动轮（61）转动的驱动组件（63）。

3.根据权利要求2所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述驱动组件（63）包括转动连接在工作台（3）内部的驱动杆（631），所述工作台（3）上设有与驱动杆（631）连接的驱动电机（635），所述驱动杆（631）通过皮带（634）驱动所述主动轮（61）转动。

4.根据权利要求2所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述压紧轮（62）两侧转动连接有连接块（621），所述连接块（621）远离压紧轮（62）的一端插接在所述压板（5）内，所述连接块（621）和所述压板（5）之间设有连接两者且朝向所述主动轮（61）的压紧弹簧（622）。

5.根据权利要求1所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述工作台（3）和所述底座（1）之间设有连接两者的移动机构（4），所述移动机构（4）包括沿Y轴移动的第一移动组件（41）和沿X轴移动的第二移动组件（42）。

6.根据权利要求5所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述底座（1）远离所述机架（2）的一侧的两端分别设置有上料组件（7）和下料组件（8）。

7.根据权利要求6所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述上料组件（7）包括能与所述通道正对的上料轨道（71），所述上料轨道（71）远离所述工作台（3）的一端设有平行于上料轨道（71）的第一液压缸（72），所述上料轨道（71）上还连通有进料轨道（73），所述进料轨道（73）位于所述第一液压缸（72）和所述工作台（3）之间。

8.根据权利要求7所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述下料组件（8）包括能与所述通道正对的过渡轨道（81），所述过渡轨道（81）远离所述工作台（3）的一侧设置有由上而下依次分布第一下料轨道（82）和第二下料轨道（83），所述第二下料轨道（83）与所述过渡轨道（81）连接，所述第一下料轨道（82）靠近所述过渡轨道（81）的一端滑动连接有朝向所述过渡轨道（81）的连接板（85），所述连接板（85）和所述第一下料轨道（82）之间设有连接两者的第二液压缸（87）。

9.根据权利要求8所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：还包括有感应控制组件（9），所述感应控制组件（9）包括控制器、第一传感器（91）、第二传感器（92）、第一行程开关（93）和第二行程开关，所述第一传感器（91）设置在所述压板（5）靠近所述上料组件（7）的一端，所述第二传感器（92）设置在所述压板（5）靠近所述下料组件（8）的一端，且所述第一传感器（91）和所述第二传感器（92）均朝向所述工作台（3），所述第一行程开关（93）位于所述上料轨道（71）朝向所述工作台（3）的一侧，所述第二行程开关位于所述过渡轨道（81）朝向所述工作台（3）的一侧，所述第一传感器（91）、所述第二传感器（92）、所述第一行程开关（93）和所述第二行程开关均与所述控制器电连接，所述控制器还与所述第一液压缸（72）、所述第二液压缸（87）、所述夹持机构（6）和所述移动机构（4）电连接。

10.根据权利要求2所述的一种叠层封装用推拉力测试装置，其特征在于：所述工作台（3）朝向所述压板（5）的一侧设有支撑组件（31），所述支撑组件（31）包括若干支撑轮（312），所述支撑轮与所述工作台（3）转动连接，所述支撑轮（312）的圆心处设有连接杆（314），所述连接杆（314）远离支撑轮（312）的一端与所述主动轮（61）的圆心固定连接，所述支撑轮（312）的圆周上设有若干均匀分布的吸盘（313）。

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