CN203519658U - 百万像素级cmos光学芯片模组自动测试插座 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，包括沿设定方向依次分布的PCB转接结构、测试插座主体和独立灯箱单元，其中，所述独立灯箱单元包括灯箱保持框体，所述测试插座主体包括测试单元、芯片浮动载板和镜头保持框体，所述灯箱保持框体内设有LED灯板，所述镜头保持框体内设有测试镜头和镜头压板，所述测试单元包括复数根测试探针和探针保持架，并且，所述测试单元、芯片浮动载板、镜头压板、测试镜头和LED灯板沿逐渐远离PCB转接结构的方向依次分布。本实用新型能实现对百万像素级CMOS光学芯片模组的自动、高效、准确的测试，且结构简单，操作方便，使用寿命长。

Description

百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座
技术领域
本实用新型涉及一种芯片测试设备，特别是一种百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座。
背景技术
CMOS晶圆系通过在硅晶片上加工感光集成电路而形成的光感芯片器件，其广泛应用于手机，电脑、摄像装置等设备中。一般来说，CMOS晶圆具有产品电路集成化较高、电路导出所采用锡球之间步距小(0.2mm左右)等特点。
现有CMOS芯片测试插座大都集中在百万像素以下的产品测试，结构上能满足最终性能测试要求。但对于百万像素级光学芯片模组，其具有更高的测试要求，例如：
a.由于百万级光学芯片模组在产品结构上比百万像素以下的芯片大3～10倍，所以，测试插座的结构必然不能与现有测试插座结构相同；
b.由于百万级光学芯片模组在成像技术上和百万像素以下的芯片有了极大的改善，这样就要求在测试插座必须做到精确定位，其精度高达微米级；
c.在测试插座的检测上，尚无行业标准，对其可靠性的检测也是一个问题，而现有测试插座完全不能满足兼容的要求；
d.在高像素光学芯片模组的成像精度差异性上，由于多种因素，如加工设备的缺陷等，导致对产品的测试合格率不理想，且还会导致芯片和设备损坏，使测试效率降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其能实现对百万像素级CMOS光学芯片模组的自动、高效、准确的测试，且结构简单，操作方便，使用寿命长，从而克服了现有技术中的不足。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，它包括沿设定方向依次分布的PCB转接结构、测试插座主体和独立灯箱单元，其中，所述独立灯箱单元包括灯箱保持框体，所述测试插座主体包括测试单元、芯片浮动载板和镜头保持框体，所述灯箱保持框体内设有LED灯板，所述镜头保持框体内设有测试镜头和镜头压板，所述测试单元包括复数根测试探针和探针保持架，并且，所述测试单元、芯片浮动载板、镜头压板、测试镜头和LED灯板沿逐渐远离PCB转接结构的方向依次分布。
进一步的，所述镜头保持框体内与测试镜头相应位置处还设有自动吹气机构。
进一步的，所述测试镜头与LED灯板之间还设有标准图版。
进一步的，所述独立灯箱单元具有暗室结构，且所述暗室结构内还设有至少一均光板，所述均光板分布于测试镜头和LED灯板之间。
进一步的，所述PCB转接结构包括层叠设置的上部转接PCB、上部转接PCB垫板、底部转接PCB和底部转接PCB垫板，其中，上部转接PCB与测试单元直接配合。
进一步的，所述PCB转接结构内还设有热电阻安装位。
进一步的，所述测试探针内设有弹簧，当主要由独立灯箱单元及镜头保持框体组成的上盖与主要由测试单元、芯片浮动载板组成的底座盖合时，所述弹簧被压缩，并与被测试芯片模组上的锡球充分接触。
本实用新型的工作原理在于，通过将被测试芯片模组置于该插座内，随着暗室内光源的明暗变化，测试芯片模组通过测试镜头对图像的采集，将光学信号输入CSP芯片中的感光区，将光学信号转成电流信号，并由测试探针将信号传输到PCB转接板，并将电流信号输入外设测试设备，在外设测试设备内将电流信号转成数字信号，重新生成图像信号；通过对适时生成的图像参数和原有的标准图像进行对比，判断是否满足设计要求。
前述测试探针采用的是半导体测试用探针(POGO PIN)，可实现信号的微衰减，确保了测试的稳定性和可靠性；
通过前述自动测试插座设计，可解决操作人员和机台操作时放置、被测试芯片模组精确定位问题，同时放置易操作，机台操作方便性大大增强，通过和测试机台的配合，满足产品测试达到产能要求。
与现有技术相比，本实用新型至少具有如下优点：实现了百万级CMOS芯片模组的自动化测试，同时使百万级CMOS芯片模组测试简单化，测试结果更为准确，且机械结构简单，适于在多种机台上进行百万级CMOS芯片模组的测试。
附图说明
图1是本实用新型一较佳实施例中上盖的结构示意图；
图2是本实用新型一较佳实施例中底座的结构示意图；
图3是本实用新型一较佳实施例中底部转接PCB的结构示意图；
附图标记说明：上盖A、底座B、测试镜头1、自动吹气机构2、镜头压板3、镜头保持框体4、双层均光板5、大均光板51、小均光板52、LED灯板6、灯箱保持框体7、测试探针8、芯片浮动载板9、探针保持架10、上部转接PCB11、上部转接PCB垫板12、底部转接PCB13、底部转接PCB垫板14、热电阻安装位15。
具体实施方式
以下结合附图及一较佳实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
参阅图1-图3，本实施例所涉及的一种百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座包括沿设定方向依次分布的PCB转接结构、测试插座主体和独立灯箱单元，其中，所述独立灯箱单元包括灯箱保持框体，所述测试插座主体包括测试单元、芯片浮动载板和镜头保持框体4，所述灯箱保持框体内设有LED灯板6，所述镜头保持框体内设有测试镜头1和镜头压板3，所述测试单元包括复数根测试探针8和探针保持架10，并且，所述测试单元、芯片浮动载板9、镜头压板、测试镜头和LED灯板沿逐渐远离PCB转接结构的方向依次分布。
进一步的，所述镜头保持框体内与测试镜头相应位置处还设有自动吹气机构2。
进一步的，所述测试镜头与LED灯板之间还设有标准图版。
进一步的，所述独立灯箱单元具有暗室结构，且所述暗室结构内还设有至少一均光板，例如，由大均光板51、小均光板52组成的双层均光板5，所述均光板分布于测试镜头和LED灯板之间。
进一步的，所述PCB转接结构包括层叠设置的上部转接PCB11、上部转接PCB垫板12、底部转接PCB13和底部转接PCB垫板14，其中，上部转接PCB与测试单元直接配合。
进一步的，所述PCB转接结构内还设有热电阻安装位15。
该测试插座中的各主要部件，如底座(SOCKET)部分可以采用复合陶瓷材料(陶瓷PEEK，陶瓷TORLON)，以满足部件强度和测试寿命。
进一步的，所述测试探针内设有弹簧，当主要由独立灯箱单元及镜头保持框体组成的上盖A与主要由测试单元、芯片浮动载板组成的底座B盖合时，所述弹簧被压缩，并与被测试芯片模组上的锡球充分接触。
而前述探针保持主体和芯片浮动载板的设置，可使测试探针的放置和取出极为方便，并使得被测试芯片模组能精确定位，并可自如的放入或取出。
作为较为优选的实施方案之一，前述测试探针的工作过程可以为：
(1)测试状态：当测试探针在受压时(模组放入放置槽内，同时上盖LID下压)内部弹簧压缩，预期设定的压缩值会使弹簧和被测试芯片模组上的锡球充分接触，而不会将被测试芯片模组的上锡球(常规直径在0.2～0.5mm，高度在0.1～0.25mm)扎破，且不会出现偏斜现象；
(2)非测试状态：当测试探针在没受到外力压制的情况下，保持松弛状态，如此确保探针处于非受压状态，保证探针的使用寿命和寿命期内的导通功能正常，减少测试费用。
前述独立灯箱单元的设计，使得该测试插座无论在何种机台上均可采用，解决了测试过程中图像差异超出标准的问题。
前述PCB转接结构的设计，既可在芯片范围内将信号转接，同时实现了不同元器件的保护，满足下压力学性能需要和电子元器件避让要求。
优选的，所述测试探针可采用半导体测试探针，如此可以更好的实现对芯片中锡球进行点对点接触，满足测试点的导通，在对锡球的测试上满足准确点接触，并将信号传输至控制系统，系统确认接触正确。进一步的，前述测试探针与被测试芯片接触部的面积可以很方便的控制，使得被测试芯片上锡球因接触测试探针而损伤区域的直径的小于锡球直径的1/4。
进一步的，通过前述测试单元的组合设计，可使单机、单人的测试效率实现大幅提升，测试频度可以和测试简单的芯片速度保持一致。
综述之，藉由本实用新型，能够实现百万像素级CMOS光学芯片模组测试用高精密定位测试插座的测试自动化，同时还可将千万像素级CMOS光学芯片模组测试简单化，测试手法简单易行，此外还至少具有如下优点：
(1)底座(SOCKET)部分可采用TORLON4203材料，使得防静电等级达到：1014 Ohm cm等级；
(2)与测试系统联接简单化，例如，以螺丝紧固即可；
(3)CMOS芯片模组放入自如，探针的放置和取出极为方便；
(4)CMOS芯片模组被准确定位，且其外形补偿使探针头全面接触锡球，不存在偏斜现象，再及，可以根据不同的CMOS芯片模组结构选用不同的探针，减少芯片在弹簧受压时的微小变形，而不会影响测试效果；探针的寿命大大提升，减少了测试的费用，且测试效果准确，可靠；
(5)单机、单人的测试效率实现，测试频度可以和测试简单的芯片测试保持一致；
(6)本实用新型为百万像素级CMOS光学芯片模组测试提供了测试硬件载具，解决了测试过程中的图像差异，精密加工和精确定位问题。
需要指出的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的内容，除此之外，本实用新型还有其他实施方式。但是，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，它包括沿设定方向依次分布的PCB转接结构、测试插座主体和独立灯箱单元，其中，所述独立灯箱单元包括灯箱保持框体，所述测试插座主体包括测试单元、芯片浮动载板和镜头保持框体，所述灯箱保持框体内设有LED灯板，所述镜头保持框体内设有测试镜头和镜头压板，所述测试单元包括复数根测试探针和探针保持架，并且，所述测试单元、芯片浮动载板、镜头压板、测试镜头和LED灯板沿逐渐远离PCB转接结构的方向依次分布。
2.根据权利要求1所述的百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，所述镜头保持框体内与测试镜头相应位置处还设有自动吹气机构。
3.根据权利要求1所述的百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，所述测试镜头与LED灯板之间还设有标准图版。
4.根据权利要求1所述的百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，所述独立灯箱单元具有暗室结构，且所述暗室结构内还设有至少一均光板，所述均光板分布于测试镜头和LED灯板之间。
5.根据权利要求1所述的百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，所述PCB转接结构包括层叠设置的上部转接PCB、上部转接PCB垫板、底部转接PCB和底部转接PCB垫板，其中，上部转接PCB与测试单元直接配合。
6.根据权利要求1所述的百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，所述PCB转接结构内还设有热电阻安装位。
7.根据权利要求1所述的百万像素级CMOS光学芯片模组自动测试插座，其特征在于，所述测试探针内设有弹簧，当主要由独立灯箱单元及镜头保持框体组成的上盖与主要由测试单元、芯片浮动载板组成的底座盖合时，所述弹簧被压缩，并与被测试芯片模组上的锡球充分接触。
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