CN115616290B - 一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置及方法，装置包括PC上位机、干簧管电路、四线开尔文微欧计，以及弹簧针转接板、共接板；所述干簧管电路包括两组干簧管，第一组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位施加线，第二组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位检测线，两组干簧管的另一端分别对应连接弹簧针转接板上各转接端子；待测的弹簧针分别连接在弹簧针转接板上各转接端子与共接板之间，共接板分别连接四线开尔文微欧计的低电位施加线和低电位检测线；所述PC上位机连接控制干簧管电路的各干簧管的通断，四线开尔文微欧计将检测结果发送到PC上位机。本发明采用多通路拓扑提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路封测测试领域，特别涉及一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置及方法。
背景技术
半导体集成电路封测，测试插座中弹簧针是连通被测集成电路芯片与测试功能板的重要电气传输部分。弹簧针的阻值及每根弹簧针之间的差异，关系到每个测试路径的功能以及性能测试稳定性。探针阻值根据集成电路芯片类型及测试项之间的差异，会影响到温度ADC采样电路的准确性，大规模集成电路下的直流压降问题等，因此需要对弹簧针的电阻值进行准确测量并且能够快速测试被使用探针每根针的阻值数据。现有的弹簧针来料阻值检验通常进行抽样检测，并在检测时指定对应的指标以及公差，一直到测试插座成品出厂，皆不进行阻值测量。因此在产品输出时，弹簧针所处的介质或使用环境不同的情况下，需要对弹簧针的实际阻值进行准确并且快速测量。
发明内容
本发明目的是：提供一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置及方法，实现实际产品弹簧针阻值的准确测量，多通路拓扑提高了测试效率。
本发明的技术方案是：
一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，包括PC上位机、干簧管电路、四线开尔文微欧计，以及弹簧针转接板、共接板；
所述干簧管电路包括两组干簧管，每组干簧管的数量为n，第一组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位施加线HF，第二组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位检测线HS，两组干簧管的另一端分别对应连接弹簧针转接板上各转接端子；待测的n个弹簧针分别连接在弹簧针转接板上各转接端子与共接板之间，共接板分别连接四线开尔文微欧计的低电位施加线LF和低电位检测线LS；
所述PC上位机连接控制干簧管电路的各干簧管的通断，四线开尔文微欧计将检测结果发送到PC上位机。
优选的，所述干簧管电路还包括TCP/IP通信模块、单片机和多个晶体管，所述TCP/IP通信模块一端连接PC上位机，另一端连接单片机，所述单片机分别连接控制多个晶体管，多个晶体管分别连接控制两组干簧管的通断。
优选的，所述四线开尔文微欧计通过RS232通讯模块与PC上位机连接通信。
优选的，所述共接板采用镀金板。
优选的，所述第一组干簧管通过Force1排线与弹簧针转接板连接，第二组干簧管通过Sense1排线与弹簧针转接板连接，两组排线连接的弹簧针转接板上的端子对应顺序之间相互接通。
优选的，所述PC上位机的软件按照两组弹簧针和两组干簧管的测试回路拓扑，将选通干簧管的对应通道分为Force1通道和Sense1通道两组选通通道；Force1通道对应第一组干簧管，Sense1通道对应第二组干簧管。
一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试方法，采用上述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，测试方法包括步骤：
S1、PC上位机执行开始测试时，按照每根弹簧针的测试回路拓扑，选通干簧管的对应通道，对应通道分为Force1通道选通的位置以及Sense1通道选通的位置；
S2、完成选通后对应的弹簧针通道选通：Force1通道的第i干簧管选通，Sense 1通道的第i个干簧管选通，对应第i个弹簧针选通，其中1≤i≤n；
S3、判定步骤S2选通的干簧管接触后，PC上位机通过RS232通讯，使能微欧计实现测试电阻值，同时上位机显示当前测试值；
S4、当测试电阻值超过设定值，即判定该对应弹簧针测试数值异常，PC上位机会进行标注。
优选的，步骤S4判定某一弹簧针测试数值异常时，继续测试其他弹簧针直到所有弹簧针测试完毕，保存对应的数据列表以及对应弹簧针所在的位置，用于数据分析。
本发明的优点是：
1、本发明采用多通路拓扑实现实际产品弹簧针阻值的准确测量，提高了测试效率；
2、本发明使用四线开尔文测电阻的方式，可以实现mohm级别的测量；
3、本发明干簧管单元实现接线的选通工作，保证四线开尔文的接线的汇入点，在弹簧针的两端，减小导线以及走线阻抗的影响；
4、本发明上位机用于控制四线开尔文微欧计以及干簧管，实现测试功能，并用于数据的可视化、保存、数据标记与导出功能，可以用于异常分析；
5、本发明干簧管选用及电路拓扑，降低了测试成本，并且干簧开关的质量水平要比50ppm高得多，极大提高了测试的稳定性及寿命。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置的原理图；
图2为本发明的干簧管电路的原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，包括PC上位机、干簧管电路、四线开尔文微欧计，以及弹簧针转接板、镀金板；
所述干簧管电路包括两组干簧管，每组干簧管的数量为n，第一组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位施加线HF，第二组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位检测线HS，两组干簧管的另一端分别对应连接弹簧针转接板上各转接端子；待测的n个弹簧针分别连接在弹簧针转接板上各转接端子与共接板之间，共接板分别连接四线开尔文微欧计的低电位施加线LF和低电位检测线LS；所述PC上位机连接控制干簧管电路的各干簧管的通断，四线开尔文微欧计将检测结果发送到PC上位机。所述四线开尔文微欧计通过RS232通讯模块与PC上位机连接通信。
所述第一组干簧管通过Force1排线与弹簧针转接板连接，第二组干簧管通过Sense1排线与弹簧针转接板连接，两组排线连接的弹簧针转接板上的端子对应顺序之间相互接通。所述PC上位机的软件按照两组弹簧针和两组干簧管的测试回路拓扑，将选通干簧管的对应通道分为Force1通道和Sense1通道两组选通通道；Force1通道对应第一组干簧管，Sense1通道对应第二组干簧管。
如图2所示，为干簧管电路的原理图。PC上位机为了保证四线开尔文微欧计(以下简称“微欧计”)以及干簧管实现系统逻辑动作，两个独立的工作模块，微欧计已经占用电脑的RS232通信单元，为了合理利用PC上位机的通讯单元，干簧管电路单元采用TCP/IP通信模块。所述干簧管电路包括TCP/IP通信模块、单片机和多个晶体管，所述 TCP/IP通信模块一端连接PC上位机，另一端连接单片机，所述单片机分别连接控制多个晶体管，多个晶体管分别连接控制两组干簧管的通断。
本发明的开尔文方式多路弹簧针电阻测试方法，采用上述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，上位机上的测试软件包括通讯连接、测试开始、测试结束、测试数据展示(包括测试数据异常标注)和测试数据保存等。具体的测试方法包括以下步骤。
S1、上位机执行开始测试时，按照每根弹簧针的测试回路拓扑，选通干簧管的对应通道，对应通道分为Force1通道选通的位置以及Sense1通道选通的位置；
S2、完成选通后对应的弹簧针通道选通：Force1通道的第i干簧管选通，Sense 1通道的第i个干簧管选通，对应第i个弹簧针选通，其中1≤i≤n；
S3、判定步骤S2选通的干簧管接触后，PC上位机通过RS232通讯，使能微欧计实现测试电阻值，同时上位机显示当前测试值；
S4、当测试电阻值超过设定值，即判定该对应弹簧针测试数值异常，PC上位机会显示红色或者其他标注。
步骤S4中判定某一弹簧针测试数值异常时，继续测试其他弹簧针直到所有弹簧针测试完毕，保存对应的数据列表以及对应弹簧针所在的位置，用于数据分析。
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。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，其特征在于，包括PC上位机、干簧管电路、四线开尔文微欧计，以及弹簧针转接板、共接板；
所述干簧管电路包括两组干簧管，每组干簧管的数量为n，第一组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位施加线HF，第二组干簧管的一端共接到四线开尔文微欧计的高电位检测线HS，两组干簧管的另一端分别对应连接弹簧针转接板上各转接端子；待测的n个弹簧针分别连接在弹簧针转接板上各转接端子与共接板之间，共接板分别连接四线开尔文微欧计的低电位施加线LF和低电位检测线LS；
所述PC上位机连接控制干簧管电路的各干簧管的通断，四线开尔文微欧计将检测结果发送到PC上位机；
所述第一组干簧管通过Force1排线与弹簧针转接板连接，第二组干簧管通过Sense1排线与弹簧针转接板连接，两组排线连接的弹簧针转接板上的端子对应顺序之间相互接通；所述PC上位机的软件按照两组弹簧针和两组干簧管的测试回路拓扑，将选通干簧管的对应通道分为Force1通道和Sense1通道两组选通通道；Force1通道对应第一组干簧管，Sense1通道对应第二组干簧管。
2.根据权利要求1所述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，其特征在于，所述干簧管电路还包括TCP/IP通信模块、单片机和多个晶体管，所述 TCP/IP通信模块一端连接PC上位机，另一端连接单片机，所述单片机分别连接控制多个晶体管，多个晶体管分别连接控制两组干簧管的通断。
3.根据权利要求2所述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，其特征在于，所述四线开尔文微欧计通过RS232通讯模块与PC上位机连接通信。
4.根据权利要求1所述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，其特征在于，所述共接板采用镀金板。
5.一种开尔文方式多路弹簧针电阻测试方法，其特征在于，采用权利要求1所述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试装置，测试方法包括步骤：
S1、PC上位机执行开始测试时，按照每根弹簧针的测试回路拓扑，选通干簧管的对应通道，对应通道分为Force1通道选通的位置以及Sense 1通道选通的位置；
S2、完成选通后对应的弹簧针通道选通：Force1通道的第i干簧管选通，Sense 1通道的第i个干簧管选通，对应第i个弹簧针选通，其中1≤i≤n；
S3、判定步骤S2选通的干簧管接触后，PC上位机通过RS232通讯，使能微欧计实现测试电阻值，同时上位机显示当前测试值；
S4、当测试电阻值超过设定值，即判定该对应弹簧针测试数值异常，PC上位机会进行标注。
6.根据权利要求5所述的开尔文方式多路弹簧针电阻测试方法，其特征在于，步骤S4判定某一弹簧针测试数值异常时，继续测试其他弹簧针直到所有弹簧针测试完毕，保存对应的数据列表以及对应弹簧针所在的位置，用于数据分析。
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