CN211756978U - 用于2d平面霍尔芯片的磁通量测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，包括测试底座和固定在测试底座上的测试支架，测试支架的上端安装有一用于放置待测芯片的测试夹具和一环绕于测试夹具设置的线圈基座；测试夹具与两排金手指电连接，线圈基座可旋转，其上设有一组彼此平行的双线圈，线圈基座和测试支架之间设有一个固定于线圈基座底部的齿轮，齿轮通过皮带与磁性开关连接。本实用新型的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置采用一组可旋转线圈通过旋转的方式，以在2D平面霍尔芯片量产测试时，通过一次机械手的送料，可以同时完成X轴和Y轴两个轴向的磁通量测试，并避免芯片无法运送到测试夹具的问题，而不需要重新上分选机再测一次，提高了测试效率。

Description

用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置

技术领域

本实用新型涉及磁通量测试装置，具体涉及一种用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置。

背景技术

霍尔传感器是磁电效应的一种，当电流以垂直于外磁场的方向通过位于该磁场中的导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这种现象叫做霍尔效应。霍尔传感器即是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被测量的物理量(如电流、磁场、位移、压力等)转换成电动势输出的一种传感器。其结构简单，体积小，无触点，可靠性高，易微型化，因此，在测量技术中得到了广泛的应用。在霍尔产品的生产过程中，需要对霍尔产品进行磁通量的测试。

目前在2D平面的霍尔产品(如霍尔芯片)的磁通量测试中，通常通过对被测的霍尔芯片施加外磁场的方法实现对其磁通量的测试。由于需要测试X轴和Y轴方向的磁通量，一般采用一组双线圈加磁场测试X轴，另一组双线圈测试Y轴，双线圈加磁方法是将双线圈安装与测试夹具两边，将待测芯片平行放置于两线圈之间，双线圈水平放置，线圈中间会产生一个均匀的平行于芯片表面的磁场，形成的磁力线为直线，两线圈产生的磁场平行穿过待测芯片，使得当芯片位置有偏差时，不至于产生磁场分量，影响测试结果。在霍尔芯片的量产测试中，将电磁线圈的两个接头接入治具中，可由测试机改变输入电流的大小，来控制外加磁通量的大小，且通过固定线圈，可稳定测试一个轴向的磁通量。然而，由于两组线圈平行于芯片表面，有一组会阻挡吸嘴，造成芯片无法运送到测试夹具上正常测试，

此外，在SOT23芯片的封装测试中，由于传统SOT23封装测试分选机并没有设置可变磁场，因此无法对霍尔芯片进行磁通量的测试，并且传统的SOT23封装测试分选机的测试头和吸嘴部分都是磁性材料制成的，因此即便在SOT23封装测试中对霍尔芯片施加磁场以进行磁通量测试，前述所使用的导磁材料会在加磁后被永久磁化，导致在不产生外加磁场的时候，也会有剩磁出现，从而带来测试偏差，产生误判。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，以在芯片测试时同时完成两个轴向的磁通量测试，并避免芯片无法运送到测试夹具的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其安装于一封装测试分选机上，所述封装测试分选机包括工作台和位于工作台上方的转盘，包括一测试底座和固定在所述测试底座上的测试支架，测试支架的上端安装有一用于放置待测芯片的测试夹具和一环绕于所述测试夹具设置的线圈基座；测试夹具与两排金手指电连接，所述线圈基座可旋转，其上设有一组彼此平行的双线圈，所述线圈基座和测试支架之间设有一个固定于线圈基座底部的齿轮，齿轮通过一皮带与一磁性开关连接。

所述测试夹具位于双线圈的中心线的中点上，且所述双线圈的中心线在磁性开关未开启时平行于所述待测芯片的表面。

所述测试底座安装在所述工作台上，且在测试时所述转盘上的吸嘴位于所述测试夹具的正上方。

所述双线圈包括两个大小相等、线圈匝数相等、且轴心共线的线圈，所述双线圈的间距大于所述吸嘴及其固定部件的尺寸。

所述磁性开关设置为在施加电源时通过所述齿轮和皮带带动所述线圈基座旋转90度。

所述磁性开关为叶片摆动旋转气缸，其固定在所述测试底座上。

所述测试夹具的两端与一夹具基座卡接配合，所述夹具基座通过第一螺丝固定在测试支架上。

所述两排金手指上方设有两个盖板，每个金手指分别通过一第二螺丝固定在所述夹具基座与所述盖板之间；所述双线圈分别通过第三螺丝固定在线圈基座上。

所述夹具基座和盖板均由环氧树脂制成。且所述第一螺丝和第二螺丝均由玻璃材料制成，第三螺丝的材质为不锈钢。

所述测试支架由铝制成，且所述测试夹具由铜、陶瓷或无磁不锈钢制成。

本实用新型的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置采用一组可旋转线圈通过旋转的方式，以在2D平面霍尔芯片量产测试时，通过一次机械手的送料，可以同时完成X轴和Y轴两个轴向的磁通量测试，并避免芯片无法运送到测试夹具的问题，而不需要重新上分选机再测一次，提高了测试效率。此外，本实用新型通过采用非导磁材料对其实现无磁化改造，进而避免剩磁。

附图说明

图1为根据本实用新型的一个实施例的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置及其封装测试分选机的整体结构示意图。

图2为如图1所示的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置的俯视图。

图3为图1的局部放大图。

图4为待测的2D平面霍尔芯片及其磁场施加的方向的示意图。

图5为如图1所示的封装测试分选机的转盘的俯视图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。

如图1所示，示出了根据本实用新型的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置10。如图1所示，霍尔芯片磁通量测试装置10安装于一SOT23芯片的封装测试分选机100上，包括一测试底座1和固定在所述测试底座1上的测试支架2。

如图2所示，测试支架2的上端安装有一用于放置待测芯片的测试夹具3和一环绕于所述测试夹具3设置的线圈基座5，测试夹具3的两端与一夹具基座31卡接配合，该夹具基座31通过第一螺丝41固定在测试支架2上。所述线圈基座5可旋转，其上设有一组彼此平行的双线圈6。

参见图1和图3，所述线圈基座5和测试支架2之间设有一个固定于线圈基座5底部的齿轮51，齿轮51通过一皮带52与一磁性开关53连接。磁性开关53优选为叶片摆动旋转气缸，其固定在所述测试底座1上，设置为通过皮带52带动齿轮51旋转，进而带动线圈基座5旋转。双线圈6分别通过第三螺丝43固定在线圈基座5上，以跟随齿轮51一起旋转。

测试夹具3位于双线圈6的中心线的中点上，使得待测芯片位于双线圈6的中心线的中点上，且所述双线圈6的中心线在磁性开关53开启和未开启时均平行于如图4所示的待测芯片的表面，其中在磁性开关53未开启时向待测芯片提供X轴方向的磁场，以测试X轴方向的磁通量。所述磁性开关53设置为在施加电源时通过所述齿轮51和皮带52带动线圈基座5旋转90度。由此，当给磁性开关53施加一个24V、50mA电流时，磁性开关53开启，使得皮带52带动双线圈6旋转90度，此时测试Y轴方向的磁通量。关闭24V电源时，作为磁性开关53的叶片摆动旋转气缸被压缩空气送回到0度的位置，以便继续测试下一个芯片的X轴。

再请参见图2，测试夹具3与两排金手指7电连接，以便金手指7与放置在该测试夹具3中的待测芯片的各引脚分别电性接触。所述金手指7为待测芯片的引脚与外部测试线路的连接部件，所有的电信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指，所以称为“金手指”。金手指实际上是在覆铜板上通过特殊工艺再覆上一层金，因为金的抗氧化性极强，而且传导性也很强。此外，两排金手指7上方设有两个盖板8，盖板8的作用是压住金手指。因为金手指有2组，所以需要2个盖板，每个金手指7分别通过一第二螺丝42固定在所述夹具基座31与所述盖板8之间。

在霍尔芯片磁通量测试中，传统的四线圈的测试分选机测试装置所用的导磁材料会因施加外加磁场而被永久磁化，因此当双线圈6不产生磁场时，也会有剩磁出现。本实用新型的霍尔芯片磁通量测试装置10采用非导磁材料对其实现无磁化改造，进而避免剩磁，其中，用于供线圈安装的测试支架2是用非导磁材料铝制成。用于放置霍尔芯片的测试夹具3由非导磁材料铜、陶瓷或无磁不锈钢制成。夹具基座31和盖板8均由非导电材料环氧树脂制成。且将夹具基座31固定于测试支架2上的第一螺丝41，及用于将金手指7固定所述夹具基座31与所述盖板8之间的第二螺丝42均由玻璃材料制成。第三螺丝43的材质为不锈钢。因此，本实用新型采用非导磁性材料对测试装置的部分部件进行了无磁化改造，消除了剩磁现象，减少了测试偏差和误判，可获得准确的磁通量测试结果。

此外，在其他实施例中，夹具基座31和盖板8还可以采用金属材料，比较耐用。第一螺丝41和第二螺丝42也可以是不锈钢螺丝。只是时间长了可能会有剩磁。

本实用新型的霍尔芯片磁通量测试装置10在使用时，如图1所示，其安装于传统的SOT23封装测试分选机100上，以通过对SOT23封装测试分选机加磁而实现对霍尔芯片磁通量的测试。具体来说，现有的SOT23芯片的封装测试分选机100采用转盘式的结构，该封装测试分选机100包括工作台101和位于工作台101上方的转盘102，所述霍尔芯片磁通量测试装置10的测试底座1安装在工作台101上，且转盘102位于该霍尔芯片磁通量测试装置10的上方。如图1和图5所示，转盘102上设有多个沿其圆周均匀分布的吸嘴103。在测试时吸嘴103位于测试夹具3的正上方，使得各个待测芯片通过吸嘴103依次被送至测试夹具3上，由于封装测试分选机100的结构导致不能采用4线圈的加磁方法对SOT23封装测试分选机进行加磁，因此，在本实用新型中，采用了双线圈加磁方法对SOT23封装测试分选机进行加磁。通过旋转线圈切换X轴和Y轴方向的磁通量的测试。

再请参见图4，双线圈6包括两个大小相等、线圈匝数相等、且轴心共线的线圈，两个线圈分别连接测试仪(图未示)中，可由测试仪改变双绕线圈2的输入电流的大小，来控制该线圈2产生的外加磁场的磁通量的大小，测试仪优选为ATE测试仪，其用于提供电压源电流源及量测电压电流并与分选机通讯，实现自动化测试。双线圈6产生的磁场在两个线圈的共同的轴心处均为一个垂直于线圈横截面的均匀磁场，磁场强度的大小由两个线圈叠加，避免了磁力线随着距离的增加变得发散，同时在两个线圈之间的中心点附近区域产生了一个均匀的磁场。本实施例中，该双线圈6的间距大于所述封装测试分选机100的吸嘴103及其固定部件的尺寸，由此，当待测芯片可以通过转盘102中的吸嘴103放置在测试夹具3中并下压以跟金手指7接触良好时，待测芯片的表面与双线圈中心磁力线平行。吸嘴每次运送待测芯片到测试夹具都会准确的把芯片放置在测试夹具的中心位置，保证了待测芯片一直在双线圈的正中心位置，同时南极和北极的磁场线性度完全相同(线圈匝数和漆包线的线径完全相同)，可以使用同一个系数进行计算芯片的工作点和释放点。此装置完全做到在进行霍尔芯片磁通量测试时使外加磁场平行通过霍尔芯片，做到最精确的磁感应强度测量。其具体的磁通量测试原理如下：吸嘴103下压好芯片后，给测试仪送开始测试信号，测试仪收到信号后，向磁性开关提供24V、50mA的电流，线圈旋转90度，此时线圈提供Y轴方向磁场。然后给待测芯片的输入脚，加上一个工作电压，此时该芯片的输出脚由0V变成高电平，然后对双线圈6通电以给该霍尔芯片加上外加磁场，该外加磁场强度由小变大，当输出脚电平由高变低时，这个点的磁场强度即为所需测试的工作点磁场强度，再减小磁场，当输出电平由低变高时，这个点的磁场强度即为所需测的释放点磁场强度，工作点磁场强度与释放点磁场强度之间的差值即为该霍尔芯片的磁宽。在该测试中，将测得的磁宽和测试规范比较是否在设定范围内，若在测试规范内则为合格的霍尔芯片，否则即为不合格的待测霍尔芯片。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其安装于一封装测试分选机(100)上，所述封装测试分选机(100)包括工作台(101)和位于工作台(101)上方的转盘(102)，其特征在于，包括一测试底座(1)和固定在所述测试底座(1)上的测试支架(2)，所述测试支架(2)的上端安装有一用于放置待测芯片的测试夹具(3)和一环绕于所述测试夹具(3)设置的线圈基座(5)；测试夹具(3)与两排金手指(7)电连接，所述线圈基座(5)可旋转，其上设有一组彼此平行的双线圈(6)，所述线圈基座(5)和测试支架(2)之间设有一个固定于线圈基座(5)底部的齿轮(51)，齿轮(51)通过一皮带(52)与一磁性开关(53)连接。

2.根据权利要求1所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述测试夹具(3)位于双线圈(6)的中心线的中点上，且所述双线圈(6)的中心线在磁性开关(53)未开启时平行于所述待测芯片的表面。

3.根据权利要求1所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述测试底座(1)安装在所述工作台(101)上，且在测试时所述转盘(102)上的吸嘴(103)位于所述测试夹具(3)的正上方。

4.根据权利要求3所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述双线圈(6)包括两个大小相等、线圈匝数相等、且轴心共线的线圈，所述双线圈(6)的间距大于所述吸嘴(103)及其固定部件的尺寸。

5.根据权利要求1所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述磁性开关(53)设置为在施加电源时通过所述齿轮(51)和皮带(52)带动所述线圈基座(5)旋转90度。

6.根据权利要求5所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述磁性开关(53)为叶片摆动旋转气缸，其固定在所述测试底座(1)上。

7.根据权利要求1所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述测试夹具(3)的两端与一夹具基座(31)卡接配合，所述夹具基座(31)通过第一螺丝(41)固定在测试支架(2)上。

8.根据权利要求7所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述两排金手指(7)上方设有两个盖板(8)，每个金手指(7)分别通过一第二螺丝(42)固定在所述夹具基座(31)与所述盖板(8)之间；所述双线圈(6)分别通过第三螺丝(43)固定在线圈基座(5)上。

9.根据权利要求8所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述夹具基座(31)和盖板(8)均由环氧树脂制成，且所述第一螺丝(41)和第二螺丝(42)均由玻璃材料制成，第三螺丝(43)的材质为不锈钢。

10.根据权利要求1所述的用于2D平面霍尔芯片的磁通量测试装置，其特征在于，所述测试支架(2)由铝制成，且所述测试夹具(3)由铜、陶瓷或无磁不锈钢制成。

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