CN115166486A - 一种芯片高低温测试模组及基于其的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芯片高低温测试模组及具有其的测试装置，其中，芯片高低温测试模组包括底座，底座上设置有定位孔以及芯片测试部件，在定位孔处设置有对芯片进行下压的下压部，底座采用金属制成，底座外贴设有半导体制冷片，芯片测试部件的主体采用耐热工程塑料制成，在芯片测试部件的主体内穿设有探针，探针下端与测试用的线路板相接触，探针上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触，在底座处还设置有用于监测底座温度的温度感应器，其中，下压部包括卡爪、运动部件，卡爪通过第一销钉可转动地固定在底座上，卡爪的一端通过第二销钉与运动部件相连，另一端扣压在芯片测试部件的顶部。本申请能够缩短测试时间，提高测试效率的同时能够保证测试良率。

Description

一种芯片高低温测试模组及基于其的测试装置

技术领域

本发明涉及芯片测试设备技术领域，具体涉及一种芯片高低温测试模组及基于其的测试装置。

背景技术

在芯片生产流程中，对芯片的检测是一个重要的步骤，在进行批量的芯片测试时，企业一般使用自动化的芯片测试机对芯片进行大批量的测试，现有的的芯片测试机在芯片测试时一般将一组芯片安装于测试座上，通过运动部件下压使芯片针脚与测试座上的触点接触，测试芯片是否工作正常，从而判断芯片的好坏，但是现有的测试机均在常温下进行工作，虽也有通过加热片进行加热状态下芯片测试，但相对而言温度不好控制，加热过程慢会导致测试效率的降低，且加热不均也会影响测试结果，因而只能测试芯片的好坏，无法保证经测试为良品的芯片能在高温下进行正常工作。另外，如需进行制冷状态下的芯片测试就必须采用针对性的测试设备，设备的通用性差，导致设备成本提高。除此之外，现有对芯片进行下压的结构比较复杂，因而导致芯片在测试加载时操作节拍多，导致测试周期拉长。

发明内容

本发明的目的是要提供一种芯片高低温测试模组及基于其的测试装置，其能够缩短测试时间，提高测试效率的同时能够保证测试良率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种芯片高低温测试模组，包括底座，底座上设置有定位孔，在所述定位孔内设置有芯片测试部件，在所述定位孔处设置有对芯片进行下压的下压部，所述底座采用金属制成，所述底座外贴设有半导体制冷片，所述芯片测试部件的主体采用耐热工程塑料制成，在芯片测试部件的主体内穿设有探针，探针下端与测试用的线路板相接触，探针上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触，在所述底座处还设置有用于监测底座温度的温度感应器，其中，所述下压部包括卡爪、运动部件，所述卡爪通过第一销钉可转动地固定在所述底座上，卡爪的一端通过第二销钉与所述运动部件相连，另一端扣压在所述芯片测试部件的顶部。

对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。

可选地，在所述底座内位于所述定位孔侧面设置有安装槽，所述第一销钉的两端固定在所述安装槽内，所述第二销钉接近于所述第一销钉设置，远离所述第一销钉的所述卡爪的另一端则扣压在所述芯片测试部件的顶部，在第二销钉带动下所述卡爪可绕所述第一销钉转动，使得所述卡爪的另一端接近或者远离所述芯片测试部件。

进一步地，在所述芯片测试部件的两侧相对地设置有夹爪，相对应地，在所述底座处位于所述定位孔的两侧分别设置有安装槽，每一安装槽分别设置所述第一销钉。

可选地，所述运动部件包括长方形的活动框架，活动框架设置于所述底座的上方，所述活动框架的中部设置有对应于下部底座的定位孔的通孔，所述活动框架的下部具有连接块，所述连接块插设在所述安装槽中并且连接块与所述安装槽间隙配合，所述连接块上开设有销孔，所述第二销钉的端部穿设固定于所述连接块的销孔中。

进一步地，在所述安装槽中固定有导向柱，在所述连接块上沿安装槽的高度方向开设有导向槽，所述导向柱穿设在所述导向槽中。

可选地，所述底座表面沿高度方向开设有至少两个盲孔，在各个盲孔中分别设置有压合弹簧，所述压合弹簧的顶部与所述活动框架的底部相连。

可选地，所述芯片测试部件包括下针模片、中针模片、上针模片以及穿设在其中的若干根探针。所述下针模片、中针模片、上针模片均设置在所述定位孔中，所述上针模片的表面具有对待测试的芯片进行定位放置的芯片放置槽，所述下针模片、中针模片以及上针模片通过针模定位销钉由下至上依次连接，且下针模片、中针模片通过螺丝固定在所述定位孔内，所述若干根探针固定在下针模片、中针模片中，探针的下端从所述下针模片的下部穿出并且抵接测试用的线路板上的连接点位，所述探针的上端从所述上针模片的上部穿出，并且探针上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触。

进一步地，所述芯片测试部件还包括回复弹簧，所述回复弹簧设置于所述上针模片的上表面与所述中针模片的下表面之间。

可选地，所述底座处半导体制冷片的外侧贴设有导出能量用的散热器，所述散热器包括吸热片以及与吸热片相连的翅片，所述吸热片的外侧表面与所述半导体制冷片的外侧面紧贴。

特别地，本申请还提供了一种芯片高低温测试装置，其包括若干个并行设置的如上所述的芯片高低温测试模组。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的芯片高低温测试模组及具有其的测试装置，优化了加热结构以及下压结构两部分，采用了半导体制冷片不但能够对底座进行加热还能够进行制冷，可实现冷热两种状态下的芯片测试，下压结构的调整可使得设备的整体工作更有条理，缩短测试节拍，同时保证了测试区域的温度恒定，提高了芯片产品测试的准确性，也提高芯片的测试效率。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例中的芯片高低温测试模组的主视结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例中的芯片高低温测试模组的俯视结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例中的芯片高低温测试模组的纵剖结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例中的芯片高低温测试模组的爆炸结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例中的芯片高低温测试装置的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、底座，11、定位孔，12、安装槽，13、盲孔；

2、芯片测试部件，21、下针模片，22、中针模片，23、上针模片，24、探针，25、回复弹簧，26、芯片放置槽；

3、卡爪；

4、运动部件，41、活动框架，42、连接块，43、导向槽；

5、半导体制冷片；

6、散热器，61、吸热片，62、翅片；

7、温度感应器；

81、第一销钉，82、第二销钉，83、导向柱。

具体实施方式

下面将结合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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

本实施例提供了一种芯片高低温测试模组，如图1至4所示，包括底座1，底座1上设置有定位孔11，在所述定位孔11内设置有芯片测试部件2，在所述定位孔11处设置有对芯片进行下压的下压部，所述底座1采用金属制成，所述底座1外贴设有半导体制冷片5，所述芯片测试部件2的主体采用耐热工程塑料制成，在芯片测试部件2的主体内穿设有探针24，探针24下端与测试用的线路板相接触，探针24上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触，在所述底座1处还设置有用于监测底座1温度的温度感应器7，其中，所述下压部包括卡爪3、运动部件4，所述卡爪3通过第一销钉81可转动地固定在所述底座1上，卡爪3的一端通过第二销钉82与所述运动部件4相连，另一端扣压在所述芯片测试部件2的顶部。

由于底座1是金属，因此半导体制冷片5能够很好地对其进行整体加热或者制冷，半导体制冷片5，也叫热电制冷片5，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件4，可靠性也比较高。半导体制冷片5在工作时能够将内侧面的能量（热能或者冷能）传导至与其接触的底座1，结合温度感应器7能够使得芯片测试部件2能够更好地保持温度恒定，保证在恒定温度下的芯片测试，使得高温工作下芯片测试的准确性。另外，温度感应器7设置对应于定位孔11处的位置，能够更准确的反馈整个测试区域的温度变化，尽可能做到精准的控制测试温度。

由于半导体制冷片5的特性，半导体制冷片5的两面中一面冷另一面则为热，所以在其工作时，就需要将外侧面的 能量导出，防止外侧面所产生相反的能量影响底座1的能量吸收。所以本实施例在所述底座1处半导体制冷片5的外侧贴设有导出能量用的散热器6，所述散热器6包括吸热片61以及与吸热片61相连的翅片62，所述吸热片61的外侧表面与所述半导体制冷片5的外侧面紧贴。

在本实施例中，在所述底座1内位于所述定位孔11侧面设置有安装槽12，所述第一销钉81的两端固定在所述安装槽12内，所述第二销钉82接近于所述第一销钉81设置，远离所述第一销钉81的所述卡爪3的另一端则扣压在所述芯片测试部件2的顶部，在第二销钉82带动下所述卡爪3可绕所述第一销钉81转动，使得所述卡爪3的另一端接近或者远离所述芯片测试部件2。

在所述芯片测试部件2的两侧相对地设置有两个夹爪，相对应地，在所述底座1处位于所述定位孔11的两侧分别设置所述安装槽12，每一安装槽12处分别设置所述第一销钉81。

所述运动部件4包括长方形的活动框架41，活动框架41设置于所述底座1的上方，所述活动框架41的中部设置有对应于下部底座1的定位孔11的通孔，所述活动框架41的下部具有连接块42，所述连接块42插设在所述安装槽12中并且连接块42与所述安装槽12间隙配合，所述连接块42上开设有销孔，所述第二销钉82的端部穿设固定于所述连接块42的销孔中。所述底座1表面沿高度方向开设有至少两个盲孔13，在各个盲孔13中分别设置有压合弹簧，所述压合弹簧的顶部与所述活动框架41的底部相连。

活动框架41在压合弹簧的作用下向上运动，从而带动卡爪3的前端（另一端）向下运动，使卡爪3压紧芯片测试部件2的上针模片23，如果上针模片23内有芯片时，卡爪3则直接固定住芯片。当活动框架41受到直线向下（压合弹簧的反向力，一般来源于外部组件的主动施力）时，活动框架41向下运动，卡爪3的前端抬起打开，如此就可以放置芯片或者取出芯片，放置芯片或者取出芯片可直接通过自动化设备如机械手、夹爪等设备进行上料或者取料。运动部件4的整体运动过程比较简单，只需要一定的直线受力，就可以方便地完成测试模组的运动设计。

为了保证运动部件4上下运动的稳定性，不产生位置上的偏移，在所述安装槽12中固定有导向柱83，在所述连接块42上沿安装槽12的高度方向开设有导向槽43，所述导向柱83穿设在所述导向槽43中，同时导向槽43也能够对活动框架41起到上下极限位的作用。

具体说来，所述芯片测试部件2包括下针模片21、中针模片22、上针模片23以及穿设在其中的若干根探针24。所述下针模片21、中针模片22、上针模片23均设置在所述定位孔11中，所述上针模片23的表面具有对待测试的芯片进行定位放置的芯片放置槽26，上针模片23带有的芯片放置槽26，槽带有导向，方便芯片放入，并且槽内的尺寸与芯片基本一致，避免芯片在受力固定时发生位置移动导致测试失败。

所述下针模片21、中针模片22以及上针模片23通过针模定位销钉由下至上依次连接，且下针模片21、中针模片22通过螺丝固定在所述定位孔11内，所述若干根探针24固定在下针模片21、中针模片22中，探针24的下端从所述下针模片21的下部穿出并且抵接测试用的线路板上的连接点位，所述探针24的上端从所述上针模片23的上部穿出，并且探针24上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触。探针24的特点是中间粗，两端细，中间有弹簧，两端可自由伸缩。

所述芯片测试部件2还包括回复弹簧25，所述回复弹簧25设置于所述上针模片23的上表面与所述中针模片22的下表面之间。上端的卡爪3在活动框架41下压带动下打开时，上针模片23在回复弹簧25的作用下上升，使探针24隐藏在上针模片23中，防止放入芯片时漏出的探针24尖端剐蹭到芯片，影响芯片放入芯片放置槽26内，外部力的作用组件撤回后，活动框架41向上运动、带动卡爪3下压芯片，芯片和上针模片23受力下降，探针24漏出，探针24尖端接触芯片上的引脚，实现芯片与下部的测试用的线路板（例如全自动测试烧录机）的联通，如此能够实现高温下的芯片测试或烧录，确保芯片放入与芯片连接独立，互不干涉，使测试良率得以保证。

除此之外，本实施例的芯片测试部件2通过更换三个针模片的种类，该芯片测试部件2就可进行不同种芯片的测试，减少零件的种类，方便生产管理和生产成本。

本实施例的芯片高低温测试模组在工作时，且是在加热状态下的芯片测试：

a.将本实施例的芯片高低温测试模组固定安装在测试设备上的线路板上，确保芯片高低温测试模组与测试设备联通成功，然后半导体制冷片5通电，温度感应器7与温控器对接，芯片高低温测试模组与对应的压合装置对接；

b.设置好测试温度后，半导体制冷片5受控通电开始加热底座1，在此过程中散热器6将半导体制冷片5外侧面的冷能导出并经翅片62散出，当温度感应器7感应到底座1到达预定温度后，控制半导体制冷片5断电；

c.开始工作，测试设备上的压合装置下压，使运动部件4的活动框架41受力、向下运动，带动卡爪3后端向下，则卡爪3前端做抬起动作，卡爪3打开；

d.卡爪3打开时，上针模片23在回复弹簧25的作用下向上运动，使探针24上端隐藏在上针模片23中；

e.将需要测试或烧录的芯片放入上针模片23的芯片放置槽26内，压合装置抬起，运动部件4在压合弹簧的作用下抬起，带动卡爪3前端向下运动，将芯片压紧在芯片放置槽26内；

f.随着卡爪3下压，上针模片23和芯片向下运动，探针24的上端慢慢的漏出上针模片23，抵住芯片的引脚，实现芯片与测试设备的联通；

g.开始测试芯片，芯片测试完成后，压合装置向下运动，使运动部件4的活动框架41向下运动，卡爪3打来，取出芯片放置槽26中的芯片，然后再次放入需要测试的芯片；

h.在测试期间，当温度感应器7感应到底座1的温度降低到测试温度临界值时，控制给半导体制冷片5通电，为底座1加热至设定稳定，从而保持测试温度；

i.循环上述操作，直到所有芯片测试完成，工作结束。

本实施例的芯片高低温测试模组，优化了加热结构以及下压结构两部分，使得整体工作工作更有条理，缩短测试节拍，同时保证了测试区域的温度恒定，提高了芯片产品测试的准确性，也提高芯片的测试效率。

实施例2：

本实施例提供了一种芯片高低温测试装置，其包括若干个并行设置的如上所述的芯片高低温测试模组。

如图4所示，本实施例的芯片高低温测试模组有8个芯片高低温测试模组，呈4*2的结构排布，可一次对八个芯片进行高温加热下的测试或者低温制冷下的测试，效率高。另外，整体安装空间小，一台测试设备可以安装更多的测试模组，增加每轮测试数量，从而增加测试效率，增加产能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片高低温测试模组，包括底座，底座上设置有定位孔，在所述定位孔内设置有芯片测试部件，在所述定位孔处设置有对芯片进行下压的下压部，其特征在于，所述底座采用金属制成，所述底座外贴设有半导体制冷片，所述芯片测试部件的主体采用耐热工程塑料制成，在芯片测试部件的主体内穿设有探针，探针下端与测试用的线路板相接触，探针上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触，在所述底座处还设置有用于监测底座温度的温度感应器，其中，所述下压部包括卡爪、运动部件，所述卡爪通过第一销钉可转动地固定在所述底座上，卡爪的一端通过第二销钉与所述运动部件相连，另一端扣压在所述芯片测试部件的顶部。

2.根据权利要求1所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，在所述底座内位于所述定位孔侧面设置有安装槽，所述第一销钉的两端固定在所述安装槽内，所述第二销钉接近于所述第一销钉设置，远离所述第一销钉的所述卡爪的另一端则扣压在所述芯片测试部件的顶部，在第二销钉带动下所述卡爪可绕所述第一销钉转动，使得所述卡爪的另一端接近或者远离所述芯片测试部件。

3.根据权利要求2所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，在所述芯片测试部件的两侧相对地设置有夹爪，相对应地，在所述底座处位于所述定位孔的两侧分别设置有安装槽，每一安装槽分别设置所述第一销钉。

4.根据权利要求3所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，所述运动部件包括长方形的活动框架，活动框架设置于所述底座的上方，所述活动框架的中部设置有对应于下部底座的定位孔的通孔，所述活动框架的下部具有连接块，所述连接块插设在所述安装槽中并且连接块与所述安装槽间隙配合，所述连接块上开设有销孔，所述第二销钉的端部穿设固定于所述连接块的销孔中。

5.根据权利要求4所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，在所述安装槽中固定有导向柱，在所述连接块上沿安装槽的高度方向开设有导向槽，所述导向柱穿设在所述导向槽中。

6.根据权利要求4或5所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，所述底座表面沿高度方向开设有至少两个盲孔，在各个盲孔中分别设置有压合弹簧，所述压合弹簧的顶部与所述活动框架的底部相连。

7.根据权利要求1所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，所述芯片测试部件包括下针模片、中针模片、上针模片以及穿设在其中的若干根探针，所述下针模片、中针模片、上针模片均设置在所述定位孔中，所述上针模片的表面具有对待测试的芯片进行定位放置的芯片放置槽，所述下针模片、中针模片以及上针模片通过针模定位销钉由下至上依次连接，且下针模片、中针模片通过螺丝固定在所述定位孔内，所述若干根探针固定在下针模片、中针模片中，探针的下端从所述下针模片的下部穿出并且抵接测试用的线路板上的连接点位，所述探针的上端从所述上针模片的上部穿出，并且探针上端与待测试的待测试的芯片的测试触点相接触。

8.根据权利要求7所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，所述芯片测试部件还包括回复弹簧，所述回复弹簧设置于所述上针模片的上表面与所述中针模片的下表面之间。

9.根据权利要求1所述的芯片高低温测试模组，其特征在于，所述底座处半导体制冷片的外侧贴设有导出能量用的散热器，所述散热器包括吸热片以及与吸热片相连的翅片，所述吸热片的外侧表面与所述半导体制冷片的外侧面紧贴。

10.一种芯片高低温测试装置，其特征在于，包括若干个并行设置的如权利要求1至9中任一项所述的芯片高低温测试模组。

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