CN209044015U - 一种高精准芯片设计分析设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精准芯片设计分析设备，包括测试夹具、测试机台、高清摄像头和底座，测试夹具由底板、载板、垫板、连接件和夹板组成，底板的底面中部设置有均匀分布的若干金属凸起，金属凸起的中部设置有沉孔，沉孔上设置有压力传感器，底板的底面固定连接有载板，载板上设置有若干通孔，载板的底面固定连接有垫板，垫板的上表面设置有若干圆筒，圆筒的外壁与通孔的内壁贴合，圆筒和通孔中设置有连接件，垫板的下方设置有夹板，夹板包括夹板和固定板，固定板根据被测芯片的外形开设固定槽，且被测芯片嵌合于固定槽内；夹板通过升降机械臂与底座连接，夹板旁设置有高清摄像头的摄像机械臂，底座上设置有测试机台；本设备实用可靠。

Description

一种高精准芯片设计分析设备

技术领域

本实用新型涉及芯片设计分析技术领域，具体是一种高精准芯片设计分析设备。

背景技术

一般来说，芯片在设计和生产过程中常会出现一些缺陷和问题，随着对产品质量和可靠性要求的不断提高，芯片设计分析的工作也显得越来越重要，而芯片设计分析一般是通过失效分析来实现的，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题；失效分析是确定芯片失效机理的必要手段；失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息；失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息；失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础；失效分析主要步骤和内容包括芯片开封：去除IC封胶，同时保持芯片功能的完整无损，保持die，bond pads，bond wires乃至lead-frame不受损伤，为下一步芯片失效分析实验做准备；SEM扫描电镜/EDX成分分析：包括材料结构分析、缺陷观察、元素组成常规微区分析、精确测量元器件尺寸等等；探针测试：以微探针快捷方便地获取IC 内部电信号；镭射切割：以微激光束切断线路或芯片上层特定区域。在提高产品良率的过程中，产品工程师需要对问题产品进行电性及物理失效分析，从而对产品进行诊断；通过电性失效分析，往往可以找出缺陷在版图上的位置，为明确缺陷的具体情况，需要进行物理失效分析，主要包括剥层、聚焦离子束、扫描电子显微镜(TEM)、VC定位技术和缺陷化学成分分析；电性失效分析是物理失效分析的前提，物理失效分析结果是电性失效分析的目的和佐证；在失效分析中，各个步骤工作配合应用，缺一不可。

为了确定物理失效分析和电性失效分析，需要对芯片的各个引脚进行连接测试，而在检测行业中，往往会遇到各种尺寸和封装类型的芯片，需要一种能够对各种芯片封装结构进行失效分析测试的芯片设计分析设备；同时现有芯片设计分析设备不能很好地保证芯片的引脚与芯片设计分析设备中能进行失效分析的测试模块的精确接触，从而影响设计分析设备后续的测试和分析结果的高精准性；因此，本领域技术人员提供了一种高精准芯片设计分析设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高精准芯片设计分析设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高精准芯片设计分析设备，包括测试夹具、测试机台、高清摄像头和底座，所述测试夹具由底板、载板、垫板、连接件和夹板组成，底板的底面中部设置有均匀分布的若干金属凸起，金属凸起的中部设置有沉孔，沉孔的右侧壁上部设置有压力传感器，底板上还设置有金属柱和印刷电路，所述印刷电路的一端与金属凸起电性连接，印刷电路的另一端与金属柱电性连接，所述底板的底面中部固定连接有载板，载板上设置有若干通孔，且通孔与金属凸起上下对应设置；所述载板的底面固定连接有垫板，垫板的上表面设置有若干圆筒，且圆筒与通孔对应，圆筒的内腔与垫板的底面贯通，圆筒的外壁与通孔的内壁贴合，圆筒和通孔中设置有连接件，连接件由金属薄片、金属探针、弹簧和滑圈，金属薄片顶部螺纹连接固定有金属探针，金属探针的中上部伸入圆筒和通孔中，且金属探针的外壁与圆筒的内壁匹配，位于垫板底面和金属薄片的顶部之间的金属探针下段套有弹簧，金属探针的中部固定连接有滑圈，且滑圈与通孔匹配，滑圈的下端面被圆筒的上端面限位；垫板的下方设置有夹板，夹板包括夹板主体及可连接于所述夹板主体上部的固定板，所述固定板根据被测芯片的外形开设固定槽，且被测芯片嵌合于所述固定槽内，所述固定板与所述夹板主体螺纹连接固定；夹板通过升降机械臂与底座连接，夹板旁设置有摄像机械臂，摄像机械臂的末端设置有高清摄像头；底座顶部设置有测试机台，底座上还设置有机架。

作为本实用新型进一步的方案：所述测试机台中设有通过硬件描述语言verilog开发的测试芯片，测试机台可选性地与金属凸起或者电性连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述压力传感器类型为压电膜片式。

作为本实用新型再进一步的方案：所述金属探针与沉孔大小适配。

作为本实用新型再进一步的方案：所述垫板的材料为绝缘塑料。

作为本实用新型再进一步的方案：所述滑圈的材料为绝缘陶瓷。

作为本实用新型再进一步的方案：所述升降机械臂、摄像机械臂、高清摄像头、测试机台和压力传感器均与外部带有显示器的计算机电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在结构上设计简单合理，使用起来操作方便快捷，实用性很高，本实用新型涉及一种高精准芯片设计分析设备，工作时，计算机控制升降机械臂向上推动夹有芯片的夹板，夹板上升使芯片的引脚轻压连接件的金属薄片，弹簧被压缩，金属探针会在通孔中上移插入金属凸起中的沉孔中，在金属探针上移过程中，圆筒和滑圈起到导向作用，使得金属探针准确插入沉孔中；金属探针插入沉孔中可以增加两者的电性连接性能，同时，金属探针插入时会挤压沉孔上壁右侧的压力传感器，压力传感器传出电信号到外部计算机中使得显示器上显示一个亮点，且与芯片引脚对应的金属探针插入沉孔中几个，显示器上就显示几个亮点，亮点在显示器中的布局与插入沉孔中的金属探针的布局(即芯片引脚的布局)相同，通过观察显示器上的亮点数和布局和芯片的引脚数和布局是否相同来判断所有的芯片引脚是否都与金属凸起建立了电性连接；如果发现未全部建立电性连接，表示还有与芯片引脚相对应的金属探针未插入沉孔中，计算机可以控制升降机械臂继续推动夹有芯片的夹板，使与芯片的引脚相对应的金属探针继续往沉孔底部深插入，从而保证之前未插入的金属探针全部插入沉孔中，此时显示器上的亮点数和布局与芯片的引脚数和布局相同，所有的芯片引脚均与金属凸起精准地建立了电性连接，保证接下来芯片的测试机台不会因为未建立电信连接而出现错误的结果，进而保证之后的芯片失效分析的精准性，不会出现误判；尤其是当芯片的引脚变形导致引脚末端高低不平齐时，也可以为通过控制压连接件的轻重，来使高低不平的引脚与金属凸起建立精确的电性连接了；进一步排查芯片引脚与金属凸起是否建立起了电性连接，可以利用计算机控制摄像机械臂带动高清摄像头围绕整个芯片与金属薄片的接触处转，并在显示器上显示图像，全面的观察芯片的引脚与金属薄片的接触情况；在确保芯片引脚与金属凸起建立了精准的电性连接后，计算机控制测试机台通过金属凸起或金属柱输出测试信号到相应的各个芯片引脚，进行失效分析测试，并把测试数据传递到显示器上供工程师分析或者直接通过计算机中的内置软件做一些分析并把结果输出在显示器上；本实用新型使测试机台与各种不同的芯片的引脚建立高精确电性连接，保证了芯片分析的高精确性，实用可靠。

附图说明

图1为一种高精准芯片设计分析设备的结构示意图。

图2为一种高精准芯片设计分析设备中底板的结构示意图。

图3为一种高精准芯片设计分析设备中载板的结构示意图。

图4为一种高精准芯片设计分析设备中垫板的结构示意图。

图5为一种高精准芯片设计分析设备中连接件的结构示意图

图中：1-测试夹具、2-芯片、3-试机台、4-高清摄像头、5-座、6-降机械臂、7-像机械臂、10-板、101-属凸起、102-属柱、103-沉孔、104-压力传感器、11-载板、110-通孔、 12-夹板、121-夹板主体、121-固定板、13-垫板、131-圆筒、111-连接件、1110-金属薄片、1111-金属探针、1112-弹簧、1113-滑圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种高精准芯片设计分析设备，包括测试夹具1、测试机台3、高清摄像头4和底座5，所述测试夹具1由底板10、载板11、垫板13、连接件111和夹板12组成，底板10的底面中部设置有均匀分布的若干金属凸起101，金属凸起101的中部设置有沉孔103，沉孔103的右侧壁上部设置有压力传感器104，底板10上还设置有金属柱102和印刷电路，所述印刷电路的一端与金属凸起101电性连接，印刷电路的另一端与金属柱102电性连接，所述底板10的底面中部固定连接有载板11，载板11上设置有若干通孔110，且通孔110与金属凸起101上下对应设置；所述载板11的底面固定连接有垫板13，垫板13的上表面设置有若干圆筒131，且圆筒131与通孔110 对应，圆筒131的内腔与垫板13的底面贯通，圆筒131的外壁与通孔110的内壁贴合，圆筒131和通孔110中设置有连接件111，连接件111由金属薄片1110、金属探针1111、弹簧1112和滑圈1113，金属薄片1110顶部螺纹连接固定有金属探针1111，金属探针1111 的中上部伸入圆筒131和通孔110中，且金属探针1111的外壁与圆筒131的内壁匹配，位于垫板13底面和金属薄片1110的顶部之间的金属探针1111下段套有弹簧1112，金属探针1111的中部固定连接有滑圈1113，且滑圈1113与通孔110匹配，滑圈1113的下端面被圆筒131的上端面限位，阻止连接件111掉落；垫板13的下方设置有夹板12，夹板12 包括夹板主体121及可连接于所述夹板主体121上部的固定板122，所述固定板122 根据被测芯片2的外形开设固定槽，且被测芯片2嵌合于所述固定槽内，所述固定板122 与所述夹板主体121螺纹连接固定；夹板12通过升降机械臂6与底座5连接，夹板12 旁设置有摄像机械臂7，摄像机械臂7的末端设置有高清摄像头4，摄像机械臂7和带着高清摄像头4绕着夹板12转；底座5顶部设置有测试机台3，底座5上还设置有机架；

所述测试机台3中设有通过硬件描述语言verilog开发的测试芯片，测试机台3可选性地与金属凸起101或者102电性连接，测试机台3输出何种测试信号，通过所述测试芯片激励；

所述压力传感器104类型为压电膜片式，其主要由本体、膜片和压电元件组成，压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号；

所述金属探针1111与沉孔103大小适配；

所述垫板13的材料为绝缘塑料；

所述滑圈1113的材料为绝缘陶瓷；

所述升降机械臂6、摄像机械臂7、高清摄像头4、测试机台3和压力传感器104均与外部带有显示器的计算机电性连接。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型涉及一种高精准芯片设计分析设备，工作时，计算机控制升降机械臂6向上推动夹有芯片2的夹板12，夹板12上升使芯片2的引脚轻压连接件111的金属薄片1110，弹簧1112被压缩，金属探针1111会在通孔110中上移插入金属凸起101中的沉孔103中，由于芯片2引脚是通过接触金属薄片1110来间接的与金属凸起101建立电性连接，因此适用各种不同封装结构的芯片2的引脚与金属凸起101建立电性连接；在金属探针1111 上移过程中，圆筒131和滑圈1113起到导向作用，使得金属探针1111准确插入沉孔103 中；金属探针1111插入沉孔103中可以增加两者的电性连接性能，同时，金属探针1111 插入时会挤压沉孔103上壁右侧的压力传感器104，压力传感器104传出电信号到外部计算机中使得显示器上显示一个亮点，且与芯片2引脚对应的金属探针1111插入沉孔103 中几个，显示器上就显示几个亮点，亮点在显示器中的布局与插入沉孔103中的金属探针 1111的布局(即芯片2引脚的布局)相同，通过观察显示器上的亮点数和布局与芯片2的引脚数和布局是否相同来判断所有的芯片2引脚是否都与金属凸起101建立了电性连接；如果发现未全部建立电性连接，表示还有与芯片2引脚相对应的金属探针1111未插入沉孔103中，计算机可以控制升降机械臂6继续推动夹有芯片2的夹板12，使与芯片2引脚相对应的金属探针1111继续往沉孔103底部深插入，从而保证之前未插入的金属探针1111 全部插入沉孔103中，此时显示器上的亮点数和布局与芯片的引脚数和布局相同，所有的芯片2引脚均与金属凸起101精准地建立了电性连接，保证接下来芯片与测试机台3不会因为未建立电信连接而出现错误的结果，进而保证之后的芯片失效分析的精准性，不会出现误判；尤其是当芯片2的引脚变形导致引脚末端高低不平齐时，也可以为通过控制压连接件111的轻重，来使高低不平的引脚与金属凸起101建立精确的电性连接了；为了进一步排查芯片2引脚与金属凸起101是否建立起了电性连接，可以利用计算机控制摄像机械臂7带动高清摄像头4围绕整个芯片2与金属薄片1110的接触处转，并在显示器上显示图像，全面的观察芯片2的引脚与金属薄片1110的接触情况；在确保芯片2引脚与金属凸起101建立了精准的电性连接后，计算机控制测试机台3通过金属凸起101或金属柱103 输出测试信号到相应的各个芯片引脚，进行失效分析测试，并把测试数据传递到显示器上供工程师分析或者直接通过计算机中的内置软件做一些分析并把结果输出在显示器上；本实用新型使测试机台3与各种不同的芯片2引脚建立高精确电性连接，保证了芯片分析的高精确性，实用可靠。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高精准芯片设计分析设备，包括测试夹具(1)、测试机台(3)、高清摄像头(4)和底座(5)，其特征在于，所述测试夹具(1)由底板(10)、载板(11)、垫板(13)、连接件(111)和夹板(12)组成，底板(10)的底面中部设置有均匀分布的若干金属凸起(101)，金属凸起(101)的中部设置有沉孔(103)，沉孔(103)的右侧壁上部设置有压力传感器(104)，底板(10)上还设置有金属柱(102)和印刷电路，所述印刷电路的一端与金属凸起(101)电性连接，印刷电路的另一端与金属柱(102)电性连接，所述底板(10)的底面中部固定连接有载板(11)，载板(11)上设置有若干通孔(110)，且通孔(110)与金属凸起(101)上下对应设置；所述载板(11)的底面固定连接有垫板(13)，垫板(13)的上表面设置有若干圆筒(131)，且圆筒(131)与通孔(110)对应，圆筒(131)的内腔与垫板(13)的底面贯通，圆筒(131)的外壁与通孔(110)的内壁贴合，圆筒(131)和通孔(110)中设置有连接件(111)，连接件(111)由金属薄片(1110)、金属探针(1111)、弹簧(1112)和滑圈(1113)，金属薄片(1110)顶部螺纹连接固定有金属探针(1111)，金属探针(1111)的中上部伸入圆筒(131)和通孔(110)中，且金属探针(1111)的外壁与圆筒(131)的内壁匹配，位于垫板(13)底面和金属薄片(1110)的顶部之间的金属探针(1111)下段套有弹簧(1112)，金属探针(1111)的中部固定连接有滑圈(1113)，且滑圈(1113)与通孔(110)匹配，滑圈(1113)的下端面被圆筒(131)的上端面限位；垫板(13)的下方设置有夹板(12)，夹板(12)包括夹板主体(121)及可连接于所述夹板主体(121)上部的固定板(122)，所述固定板(122)根据被测芯片(2)的外形开设固定槽，且被测芯片(2)嵌合于所述固定槽内，所述固定板(122)与所述夹板主体(121)螺纹连接固定；夹板(12)通过升降机械臂(6)与底座(5)连接，夹板(12)旁设置有摄像机械臂(7)，摄像机械臂(7)的末端设置有高清摄像头(4)；底座(5)顶部设置有测试机台(3)，底座(5)上还设置有机架。

2.根据权利要求1所述的一种高精准芯片设计分析设备，其特征在于，所述测试机台(3)中设有通过硬件描述语言verilog开发的测试芯片，测试机台(3)可选性地与金属凸起(101)或者(102)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种高精准芯片设计分析设备，其特征在于，所述压力传感器(104)类型为压电膜片式。

4.根据权利要求1所述的一种高精准芯片设计分析设备，其特征在于，所述金属探针(1111)与沉孔(103)大小适配。

5.根据权利要求1所述的一种高精准芯片设计分析设备，其特征在于，所述垫板(13)的材料为绝缘塑料。

6.根据权利要求1所述的一种高精准芯片设计分析设备，其特征在于，所述滑圈(1113)的材料为绝缘陶瓷。

7.根据权利要求1所述的一种高精准芯片设计分析设备，其特征在于，所述升降机械臂(6)、摄像机械臂(7)、高清摄像头(4)、测试机台(3)和压力传感器(104)均与外部带有显示器的计算机电性连接。