CN115951197A - 芯片测试装置和芯片测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种芯片测试装置和芯片测试系统，芯片测试装置包括壳体和均温板，均温板设于壳体内并将壳体内的空间分隔为第一空腔和第二空腔，第二空腔用于放置待测试芯片；均温板在所述壳体内的位置可调，使得可以根据待测试芯片的数量多少调节第二空腔的空间大小，进而使得芯片测试装置可以适用于小批量的测试。另外，当待测试芯片的数量较少时，将第二空腔的空间适应性调小，达到测试所需温度的时间较短，有利于降低能耗，经济性较高。

Description

芯片测试装置和芯片测试系统

技术领域

本申请涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种芯片测试装置和芯片测试系统。

背景技术

对于芯片性能的测试，常用芯片老化测试箱进行测试。芯片老化测试箱包括具有试验腔的箱体，通过热气体加热试验腔内的待测试芯片，完成芯片的老化测试。目前，芯片老化测试箱的试验腔的体积大小是固定的，且体积较大，每次能够同时测试成千上万的芯片，适用于大批量测试，而在进行小批量测试时经济性和便利性较差。

发明内容

本申请提供的芯片测试装置和芯片测试系统，以适用于小批量测试且具有较高的经济性。

为了解决上述技术问题，本申请提供的第一个技术方案为：提供一种芯片测试装置，包括壳体和均温板；所述均温板设于所述壳体内并将所述壳体内的空间分隔为第一空腔和第二空腔，所述第二空腔用于放置待测试芯片；所述均温板在所述壳体内的位置可调。

在一实施方式中，所述均温板上设有进风孔和出风孔，所述进风孔设于所述均温板的中间区域，所述出风孔环绕所述进风孔设置；

所述壳体具有进风通道和出风通道；所述进风通道的壁面端部与所述均温板抵接且所述进风通道与所述进风孔连通；所述第二空腔通过所述出风孔与所述第一空腔连通，所述第一空腔与所述出风通道连通。

在一实施方式中，还包括导流风扇，所述导流风扇设于所述出风孔，以加快所述第二空腔内的气体流动至所述第一空腔及加快所述第二空腔内部的气体主动循环速度。

在一实施方式中，还包括辅热垫，所述辅热垫设于所述均温板背离所述第一空腔的表面，所述辅热垫用于加热所述第二空腔内的气体。

在一实施方式中，所述辅热垫包括本体和设于所述本体上的加热线路；所述本体对应于所述进风孔设有第一贯穿孔，所述本体对应于所述出风孔处设有第二贯穿孔；

所述本体上距离所述第一贯穿孔的距离越远，设于所述本体上的所述加热线路的分布密度越大；和/或，所述本体上距离所述第一贯穿孔的距离越远，设于所述本体上的所述加热线路的加热功率越高。

在一实施方式中，所述进风孔包括多个子进风孔，多个所述子进风孔沿着所述均温板的中心对称设置。

在一实施方式中，所述出风孔包括多个子出风孔；多个所述子出风孔的中心连线形成的图形环绕所述进风孔整周；

或，所述均温板包括多个环绕所述进风孔的出风区域，每个所述出风区域均匀分布有多个所述子出风孔。

在一实施方式中，所述出风孔包括多个子出风孔，多个所述子出风孔环绕所述进风孔均匀排布；

一个所述子出风孔设有一个所述导流风扇。

在一实施方式中，还包括支撑件，用于固定所述均温板；所述支撑件可调节连接于所述壳体的内壁，以使所述均温板位置可调。

在一实施方式中，所述壳体为长方体，所述长方体的长小于或等于500mm，所述长方体的宽小于或等于500mm；所述均温板在所述长方体的高度方向上位置可调。

在一实施方式中，所述均温板的材质为紫铜。

在一实施方式中，所述壳体包括内壳和外壳，所述内壳与所述外壳之间填充有气体以绝热保温；和/或，所述壳体的材料为聚碳酸酯。

为了解决上述技术问题，本申请提供的第二个技术方案为：提供一种芯片测试系统，包括：上述任一项所述的芯片测试装置和加热装置；所述加热装置包括加热件，所述加热件用于对常温气体进行加热并将加热后的气体输送至所述芯片测试装置的第二空腔内。

本申请的有益效果：区别于现有技术，本申请公开了一种芯片测试装置和芯片测试系统，芯片测试装置包括壳体和均温板，均温板设于壳体内并将壳体内的空间分隔为第一空腔和第二空腔，第二空腔用于放置待测试芯片；均温板在所述壳体内的位置可调，使得可以根据待测试芯片的数量多少调节第二空腔的空间大小，进而使得芯片测试装置可以适用于小批量的测试。另外，当待测试芯片的数量较少时，将第二空腔的空间适应性调小，达到测试所需温度的时间较短，有利于降低能耗，经济性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是现有技术中芯片老化测试装置的结构示意图；

图2是图1所示的芯片老化测试装置的截面结构示意图；

图3是本申请实施例提供的芯片测试装置的结构示意图；

图4是图3所示的芯片测试装置的截面示意图；

图5是本申请实施例提供的芯片测试装置中气流流向示意图；

图6是图4中所示均温板第一实施方式的结构示意图；

图7是图4中所示均温板第二实施方式的结构示意图；

图8是图4中所示均温板第三实施方式的结构示意图；

图9是图4中所示均温板第四实施方式的结构示意图；

图10是图4中所示均温板第五实施方式的结构示意图；

图11是图4所示的均温板第六实施方式的结构示意图。

图12是图4中所示辅热垫一实施方式的结构示意图；

图13是单一热源对区域加热的温度梯度分布图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图和实施例对本申请进行详细的说明。

请参阅图1和图2，图1是现有技术中芯片老化测试装置的结构示意图，图2是图1所示的芯片老化测试装置的截面结构示意图。

现有的芯片老化测试装置包括具有试验腔111的箱体11和转动设置于箱体11上的箱门12。箱体11还具有送风系统13、风道(图未标)，风道包括加热腔14、送风风道15、回风风道16，加热腔14设于试验腔111顶部，送风风道15和回风风道16分别设置于试验腔111相对的两侧，加热腔14、送风风道15、试验腔111、回风风道16依次连通。

送风系统13将外界气体输送至加热腔14，加热腔14将气体加热至目标温度，目标温度的热气体通过送风风道15流至试验腔111，对试验腔111内的待测试芯片(图未示)进行加热，然后通过回风风道16返回至加热腔14进行循环加热。也就是说，通过循环气体反复加热实现芯片的老化测试。

芯片的老化测试是将待测试芯片放置于老化测试板上进行的，而传统的老化测试板为制式的，即老化测试板的尺寸大小相同；将承载有芯片的老化测试板放置于试验腔111实现对芯片的老化测试。现有的芯片老化测试装置为独立的装置，体积较大，每次能够同时测试成千上万片的芯片，适用于大批量的测试。虽然在工程测试中，老化测试板可以根据需要设计不同的大小，即使适用较小的老化测试板进行小批量的老化测试，由于现有的老化测试装置的试验腔111较大，加热到测试需要的温度需要较长的时间，在小批量即工程测试时的经济性、便利性较差。热气体从加热腔14一侧的送风风道15流至回风风道16存在一定的温度梯度，不利于待测试芯片的均匀受热，在一定程度上影响测试结果的准确性。另外，每次启动需要较长的时间来加热气体，每次停止也需要较长的时间来降温，能耗较大。

芯片不仅需要进行老化测试，工程上还常需要对芯片在高低温条件下的表现进行测试。对于芯片的高低温测试通常采用分选机和测试机台配合进行测试，每次能够同时测试的芯片数量较大，且需定制专门的模具。

鉴于现有的芯片老化测试装置进行老化测试和分选机进行高低温测试存在的上述技术问题，本申请提供了一种新的芯片测试装置。也就是说，本申请提供的芯片测试装置不仅可以适用于老化测试，还适用于高低温测试。

请参阅图3-图5，图3是本申请实施例提供的芯片测试装置的结构示意图，图4是图3所示的芯片测试装置的截面示意图，图5是本申请实施例提供的芯片测试装置中气流流向示意图。

本申请提供的芯片测试装置包括壳体21和均温板22。均温板22设于壳体21内并将壳体21内的空间分隔为第一空腔211和第二空腔212。第二空腔212用于放置待测试芯片20。壳体21具有进风通道213和出风通道(图未示)。均温板22上设有进风孔221和出风孔222。进风通道213的壁面端部与均温板22抵接，且进风通道213与进风孔221连通，以使热气体通过进风通道213、进风孔221直接进入第二空腔212，进入第二空腔212内的热气体实现对第二空腔212内待测试芯片20的加热，完成老化测试或高低温测试。第二空腔212通过出风孔222与第一空腔211连通，第一空腔211与出风通道连通。也就是说，热气体通过进风通道213、进风孔221进入第二空腔212，对第二空腔212内的待测试芯片20进行加热，然后经出风孔222、第一空腔211、出风通道流至外界；其中，外界指的是壳体21以外的区域，进入进风通道213的热气体的温度根据测试需求进行设计，出风通道的具体设置位置不做限定，以能够将第一空腔211中的气体导出到外界为准。

在本实施例中，均温板22具有较好的导热能力；均温板22上进风孔221附近区域的温度较高，由于均温板22具有较好的导热能力，能够将从进风孔221中热气体中吸收的热量传递至均温板22的边缘区域，进而利于第二空腔212内气体温度分布均匀。可选的，均温板22的材质为金属；例如，均温板22的材质为紫铜。

均温板22在壳体21内的位置可调，使得可以根据待测试芯片20的数量多少调节第二空腔212的空间大小，进而使得芯片测试装置可以适用于小批量的测试。另外，当待测试芯片20为小批量时(待测试芯片20的数量较少)，将第二空腔212的空间适应性调小，达到测试所需温度的时间较短，有利于降低能耗，经济性较高。

具体地，芯片测试装置还包括支撑件(图未示)，用于固定均温板22。支撑件可调节连接于壳体21的内壁，以使均温板22位置可调，进而使得壳体21内的第二空腔212的空间大小可调。支撑件可通过可调螺丝可调节连接于壳体21。或者，在一实施例中，壳体21的内壁设置有多个与壳体21一体成型的支撑件，多个支撑件在壳体21内壁沿竖直方向依次分布，该支撑件用于支撑均温板22，在需要增大第二空腔212的空间时，将均温板22向上移动以固定在支撑件上，在需要减小第二空腔212的空间时，将均温板向下移动，以固定在支撑件上。

可选的，壳体21为长方体，长方体的长小于或等于500mm，长方体的宽小于或等于500mm，均温板22在长方体的高度方向上位置可调；具体根据待测试芯片20的高度或者固定待测试芯片20的部件的高度进行调节。上述尺寸的壳体21，每次最多可同时测试216颗芯片，其可以同时测试的待测试芯片20数量远小于现有的芯片老化测试装置。相对于现有的芯片老化测试装置，本申请提供的芯片测试装置的体积较小，便于移动和放置，结构简单，加工和装配较为便捷；同时，由于本申请提供的芯片测试装置的体积较小，在同样的测试温度下，第二空腔212内的升温速度和降温速度快，能耗低，利于降低成本。示例性的，长方体的长为484mm、宽为478mm，高为120mm，第二空腔212的高度为110mm，进风通道213的直径为117mm。

可以理解，均温板22在高度方向上位置可调，均温板22将壳体21的内部空间分隔为上下分布的第一空腔211和第二空腔212；在其他实施方式中，均温板22可以在长度方向上位置可调，以将壳体21的内部空间分隔为左右分布的第一空腔211和第二空腔212，具体根据需要进行设计。壳体21的具体尺寸根据待测试芯片20的每次测试的数量和待测试芯片20的大小决定。

可选的，壳体21包括内壳215和外壳216。内壳215与外壳216之间填充有气体进行绝热保温，有效避免热量的逸散。壳体21的材料为聚碳酸酯，成本较低；其耐温范围为-60℃至150℃，能够满足芯片老化测试或高低温测试要求。

请参阅图6-图10，图6是图4中所示均温板第一实施方式的结构示意图，图7是图4中所示均温板第二实施方式的结构示意图，图8是图4中所示均温板第三实施方式的结构示意图，图9是图4中所示均温板第四实施方式的结构示意图，图10是图4中所示均温板第五实施方式的结构示意图，图11是图4所示的均温板第六实施方式的结构示意图。

在本实施例中，进风孔221设于均温板22的中间区域，出风孔222环绕进风孔221设置(如图6-图11所示)。出风孔222的设置，可以引导气体向该处流动，通过对出风孔222的位置进行设计，促进从进风孔221进入的热气体在第二空腔212内的扩散流动，以使第二空腔212内气体温度分布均匀。

可选的，进风孔221为设于均温板22中间区域的一个通孔(如图6和图11所示)。

可选的，进风孔221为一个时，其形状为圆形、方形、弧形、L形中的一种。

可选的，进风孔221包括多个子进风孔2211，多个子进风孔2211沿着均温板22的中心对称设置，以在第二空腔212的中心区域均匀分配热气体(如图7-图10所示)。示例性的，多个子进风孔2211沿着均温板22的中心中心对称设置或轴对称设置。

可选的，进风孔221包括多个子进风孔2211时，多个子进风孔2211的形状为圆形、方形、弧形、L形中的一种或多种。

可选的，出风孔222为一个，出风孔222为环绕进风孔221整周设置的环形孔，且位于均温板22的边缘区域；该环形孔的形状与进风孔221的形状配合设置。示例性的，进风孔221的形状为方形，出风孔222的形状为方环(如图11所示)。

可选的，出风孔222为一个时，其形状为圆环、方环、弧形环、L形环中的一种。

可选的，出风孔222包括多个子出风孔2221，多个子出风孔2221环绕进风孔221均匀排布。在一实施方式中，多个子出风孔2221的中心连线形成的图形环绕进风孔221整周(如图6-图8所示)。在一实施方式中，均温板22包括多个环绕进风孔221的出风区域(图未标)，每个出风区域均匀分布有多个子出风孔2221(如图9和图10所示)。相对于现有技术中从一个送风风道15流至一个回风风道16的单风道循环，本申请中为从一个进风孔221流至多个子出风孔2221的多风道循环，使得第二空腔212内部气体温度分布更加均匀。

可选的，多个子出风孔2221的形状为圆形、方形、弧形、L形中的一种或多种。

可选的，进风孔221为一个时，其尺寸大于子出风孔2221的尺寸。

继续参阅图4，芯片测试装置还包括导流风扇23，导流风扇23设于出风孔222，以加快第二空腔212内的气体流动至第一空腔211进一步加快了从进风孔221进入的热气体在第二空腔212内的扩散流动，及加快第二空腔212内部的气体主动循环速度，进而促进第二空腔212内气体温度分布均匀。

可选的，出风孔222包括多个子出风孔2221时，多个子出风孔2221环绕进风孔221均匀排布，一个子出风孔2221设有一个导流风扇23。

芯片测试装置还包括辅热垫24，辅热垫24设于均温板22背离第一空腔211的表面，辅热垫24用于加热第二空腔212内的气体。

请参阅图12，图12是图4中所示辅热垫一实施方式的结构示意图。

辅热垫24包括本体241和设于本体241上的加热线路242。本体241对应于进风孔221设有第一贯穿孔2411，以使进风通道213内的热气体进入第二空腔212；本体241对应于出风孔222设有第二贯穿孔2412，以使第二空腔212内的气体进入第一空腔211。

本体241上距离第一贯穿孔2411的距离越远，设于本体241上的加热线路242的分布密度越大；和/或，本体241上距离第一贯穿孔2411的距离越远，设于本体241上的加热线路242的加热功率越高。

请参阅图13，图13是单一热源对区域加热的温度梯度分布图。

当单一热源对某一区域进行加热时，温度会以热源为中心出现梯度分布，呈现中心高，四周温度低的问题。本申请通过在均温板22的在中间区域之外的区域均匀分布多个子出风孔2221，促进气体向第二空腔212的四周流动，从而促进第二空腔212内气体温度分布均匀。在子出风孔2221处设置导流风扇23，加快气体的流动速度，进一步促进第二空腔212内气体温度分布均匀。距离第一贯穿孔2411的距离越远，加热线路242的分布密度越大和/或加热功率越高，对第二空腔212除中间区域之外的气体进行辅加热，进一步保证第二空腔212内气体温度分布均匀。

可以理解，为了使第二空腔212内气体温度分布均匀，子出风孔2221和加热线路242的设置可以参照温度梯度分布图进行设计。子进风孔2211和子出风孔2221的尺寸大小及其数量根据壳体21的容积进行设计。

需要说明的的，通过实验验证本申请提供的芯片测试装置的第二空腔212内的温度分布在测试需求温度的±2.5℃以内，满足芯片老化测试或高低温测试要求。

芯片测试装置测试结束后，可通过进风通道213立即吹入常温或低温气体进行冷却，以便快速更换待测试芯片20，提高测试效率。可以通过开启导流风扇23，加速气体流动，来提高冷却速度，进一步提高测试效率。

本申请对壳体21的材料及结构(壳体21的材料为聚碳酸酯；壳体21包括内壳215和外壳216，内壳215与外壳216之间填充有气体进行绝热保温)进行了设计，可以有效避免热量的逸散。本申请将壳体21设置为长方体，长方体的长小于或等于500mm，长方体的宽小于或等于500mm，相对于现有的芯片老化测试装置，本申请提供的芯片测试装置的体积较小，在同样的测试温度下，利于缩短达到测试所需温度的时间；同时，芯片测试装置的体积较小，便于移动和放置，提高了使用灵活性。

本申请通过将均温板22设置为在壳体21内位置可调，可以根据待测试芯片20的数量多少调节第二空腔212的空间大小，提高了测试灵活性。由于均温板22的位置可调，当待测试芯片20为小批量时，第二空腔212的空间适应性调小，在同样的测试温度下，空间变小，达到测试所需温度的时间较短，利于降低能耗。本申请还对均温板22的材料(例如，均温板22的材料为紫铜)进行了设计，以使均温板22具有较好的导热能力，利于第二空腔212内气体温度分布均匀。

本申请还对出风孔222的形状及设置位置进行了设计(具体可参见附图6-图11及其相关描述)，使得芯片测试装置中为多风道循环，第二空腔212内部气体温度分布更加均匀。为了进一步促进第二空腔212内部气体温度分布更加均匀，在出风孔222处设有导流风扇23，以及在均温板22背离第一空腔211的表面设置有辅热垫24；其中，导流风扇23通过加快第二空腔212内部的气体循环速度，来促进第二空腔212内温度分布均匀；辅热垫24通过对加热线路242的分布密度和/或加热功率进行设计，来促进第二空腔212内温度分布均匀。

本申请还提供了一种芯片测试系统，芯片测试系统包括上述实施例介绍的芯片测试装置和加热装置。加热装置设于芯片测试装置的壳体21外。加热装置包括加热件，加热件用于对常温气体进行加热，然后将加热后的气体输送至进风通道213，经进风通道213进入第二空腔212。芯片测试装置中从出风通道流出的气体可以流至加热装置继续加热循环利用，也可以直接排至外界环境中。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种芯片测试装置，其特征在于，包括：

壳体；

均温板，设于所述壳体内并将所述壳体内的空间分隔为第一空腔和第二空腔，所述第二空腔用于放置待测试芯片；所述均温板在所述壳体内的位置可调。

2.根据权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，所述均温板上设有进风孔和出风孔，所述进风孔设于所述均温板的中间区域，所述出风孔环绕所述进风孔设置；

所述壳体具有进风通道和出风通道；所述进风通道的壁面端部与所述均温板抵接且所述进风通道与所述进风孔连通；所述第二空腔通过所述出风孔与所述第一空腔连通，所述第一空腔与所述出风通道连通。

3.根据权利要求2所述的芯片测试装置，其特征在于，还包括导流风扇，所述导流风扇设于所述出风孔，以加快所述第二空腔内的气体流动至所述第一空腔及加快所述第二空腔内部的气体主动循环速度。

4.根据权利要求2所述的芯片测试装置，其特征在于，还包括辅热垫，所述辅热垫设于所述均温板背离所述第一空腔的表面，所述辅热垫用于加热所述第二空腔内的气体。

5.根据权利要求4所述的芯片测试装置，其特征在于，所述辅热垫包括本体和设于所述本体上的加热线路；所述本体对应于所述进风孔设有第一贯穿孔，所述本体对应于所述出风孔处设有第二贯穿孔；

所述本体上距离所述第一贯穿孔的距离越远，设于所述本体上的所述加热线路的分布密度越大；和/或，所述本体上距离所述第一贯穿孔的距离越远，设于所述本体上的所述加热线路的加热功率越高。

6.根据权利要求2所述的芯片测试装置，其特征在于，所述进风孔包括多个子进风孔，多个所述子进风孔沿着所述均温板的中心对称设置。

7.根据权利要求2所述的芯片测试装置，其特征在于，所述出风孔包括多个子出风孔；多个所述子出风孔的中心连线形成的图形环绕所述进风孔整周；

或，所述均温板包括多个环绕所述进风孔的出风区域，每个所述出风区域均匀分布有多个所述子出风孔。

8.根据权利要求3所述的芯片测试装置，其特征在于，所述出风孔包括多个子出风孔，多个所述子出风孔环绕所述进风孔均匀排布；

一个所述子出风孔设有一个所述导流风扇。

9.根据权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，还包括支撑件，用于固定所述均温板；所述支撑件可调节连接于所述壳体的内壁，以使所述均温板位置可调。

10.根据权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，所述壳体为长方体，所述长方体的长小于或等于500mm，所述长方体的宽小于或等于500mm；所述均温板在所述长方体的高度方向上位置可调。

11.根据权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，所述均温板的材质为紫铜。

12.根据权利要求1所述的芯片测试装置，其特征在于，所述壳体包括内壳和外壳，所述内壳与所述外壳之间填充有气体以绝热保温；和/或，所述壳体的材料为聚碳酸酯。

13.一种芯片测试系统，其特征在于，包括：

权利要求1-12任一项所述的芯片测试装置；

加热装置，包括加热件，所述加热件用于对常温气体进行加热并将加热后的气体输送至所述芯片测试装置的第二空腔内。

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