CN219328834U - 一种芯片测试治具和结温测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种芯片测试治具和结温测量装置，涉及半导体技术领域，包括底板和压抵机构；底板具有容置待测器件的测试工位，在测试工位内设置有用于容置测温探头的探测孔；压抵机构配合底板夹持待测器件，由此，完成对待测器件的固定，使得待测器件在整个测试过程中较为稳定，避免其发生晃动，并且鉴于压抵机构与底板的配合夹持，可以使得压抵机构将待测器件稳定的推抵至底板，由此，可以方便待测器件与测温探头形成抵接关系，以便于测温探头能够与待测器件的管壳表面接触，从而精确测量待测器件的温度。使得测量曲线具有可重复性，并且由于测温探头能够与待测器件抵接，因此，所测得的数据较为准确，有助于提高推算结果的精确度。

Description

一种芯片测试治具和结温测量装置

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种芯片测试治具和结温测量装置。

背景技术

在研发阶段，需要对半导体器件的结温进行测量，以便于制定HTOL(高温工作寿命测试)来评估器件的可靠性。

现有对于封装器件测试热阻的方法可以通过使用I_dmax与温度的关系进行热阻测试，而利用I_dmax与温度的关系进行结温推算的方法，往往因为器件在测试时的稳定性较差，出现测量曲线重复性差、测试数据不可信的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种芯片测试治具和结温测量装置。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种芯片测试治具，包括底板和压抵机构；底板具有容置待测器件的测试工位，在测试工位内设置有用于容置测温探头的探测孔；压抵机构配合底板夹持待测器件，以使待测器件与测温探头抵接。

可选的，压抵机构包括与底板铰接的上板，在上板上设置有卡接件，上板经卡接件与底板卡接以配合底板夹持待测器件。

可选的，卡接件包括卡勾以及与卡勾连接的第一弹性件，卡勾与上板铰接，第一弹性件用于向卡勾提供作用力，以使卡勾具有与底板保持卡接的趋势。

可选的，压抵机构还包括驱动配合的驱动件和压抵组件，压抵组件滑动设置于上板靠近测试工位的一侧，驱动件用于驱动压抵组件相对上板滑动以与待测器件抵接。

可选的，驱动件为旋抵盖，在上板上开设有贯穿上板的螺孔，旋抵盖与螺孔螺接且与压抵组件抵接，压抵组件的滑动方向与螺孔的轴向相同。

可选的，压抵组件包括压抵板和压抵盖，压抵盖和压抵板滑动设置于上板靠近测试工位的一侧，压抵盖位于压抵板和上板之间，在压抵板上开设有贯穿孔，在压抵盖和压抵板之间设置有穿设于贯穿孔的压抵块，压抵块用于与待测器件抵接。

可选的，压抵块具有与压抵板靠近压抵盖的一侧抵接的凸部，在凸部和压抵盖之间设置有第二弹性件。

可选的，在上板上开设有用于伸入采样探头的通孔；压抵盖包括与通孔位置对应的第一导电件以及包裹于第一导电件周侧的第一绝缘层，第一导电件的相对两端露出于第一绝缘层；压抵块包括与第一导电件位置对应的第二导电件以及包裹于第二导电件周侧的第二绝缘层，且第二导电件的相对两端露出于第二绝缘层；采样探头经第一导电件和第二导电件与待测器件的电极端电连接。

本申请实施例的另一方面，提供一种结温测量装置，包括供电模块、具有测温探头的加热平台以及上述任一种的芯片测试治具，芯片测试治具的底板安装于加热平台，且测温探头穿设于底板的探测孔，供电模块与待测器件的电极端电连接。

可选的，结温测量装置还包括防自激电路，防自激电路包括与待测器件的栅极输入端串联的可调电阻以及与栅极输入端并联的可调电容。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种芯片测试治具和结温测量装置，包括底板和压抵机构；底板具有容置待测器件的测试工位，在测试工位内设置有用于容置测温探头的探测孔；压抵机构配合底板夹持待测器件，由此，完成对待测器件的固定，使得待测器件在整个测试过程中较为稳定，避免其发生晃动，并且鉴于压抵机构与底板的配合夹持，可以使得压抵机构将待测器件稳定的推抵至底板，由此，可以方便待测器件与测温探头形成抵接关系，以便于测温探头能够与待测器件的管壳表面接触，从而精确测量待测器件的温度。使得测量曲线具有可重复性，并且由于测温探头能够与待测器件抵接，因此，所测得的数据较为准确，有助于提高推算结果的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种芯片测试治具的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种底板的结构示意图之一；

图3为本申请实施例提供的一种底板的结构示意图之二；

图4为本申请实施例提供的一种压抵机构的结构示意图。

图标：100-压抵机构；110-旋抵盖；120-上板；121-螺孔；122-通孔；123-铰接挂耳；130-卡接件；131-第二铰接轴；132-第一弹性件；140-压抵盖；141-第一导电件；142-第一绝缘层；150-压抵块；151-第二弹性件；152-凸部；160-压抵板；161-贯穿孔；170-第二立板；171-卡接槽；180-第一立板；181-第一铰接轴；200-底板；210-第一子板；211-测试工位；212-探测孔；220-第二子板；300-待测器件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的一方面，如图1所示，提供一种芯片测试治具，包括底板200和压抵机构100，其中，底板200具有测试工位211，测试工位211能够对待测器件300进行容置，测试工位211可以是平面、槽体(如图2所示)等多种结构形式，本申请对其不做具体限制。

请结合图2所示，在测试工位211内设置有探测孔212，探测孔212可以用来容置测温探头，以便于在测试时，测温探头可以与待测器件300的管壳进行接触，以便对待测器件300进行温度测量，而非直接读取加热平台温度，更接近待测器件300的环境温度。当测试工位211为槽体时，探测孔212可以是开设于槽体的侧壁或底壁，方便测温探头由底面或侧面与待测器件300的管壳接触，本申请对其不做具体限制。

如图1所示，压抵机构100可以安装于底板200，并且压抵机构100位于底板200具有测试工位211的一侧，以便于能够在压抵机构100安装至底板200时，两者配合夹持位于测试工位211内的待测器件300，由此，完成对待测器件300的固定，使得待测器件300在整个测试过程中较为稳定，避免其发生晃动，并且鉴于压抵机构100与底板200的配合夹持，可以使得压抵机构100将待测器件300稳定的推抵至底板200，由此，可以方便待测器件300与测温探头形成抵接关系，以便于测温探头能够与待测器件300的管壳表面接触，从而精确测量待测器件300的温度。使得测量曲线具有可重复性，并且由于测温探头能够与待测器件300抵接，因此，所测得的数据较为准确，有助于提高推算结果的精确度。

可选的，如图2所示，底板200可以是可拆装结构，即底板200包括第一子板210和两个第二子板220，两个第二子板220分别分布于第一子板210的相对两侧，并且两个第二子板220分别与第一子板210可拆卸连接(可以是卡扣、螺钉等多种形式)，以便在连接后三者能够组成一整体结构。测试工位211为与待测器件300外形匹配的槽体，槽体设置于第一子板210，两个第二子板220上设置电路，例如在一个第二子板220上设置栅极供电子模块，在另一个第二子板220上设置漏极供电子模块，待测器件300的电极端可以包括栅极输入端和漏极输出端，栅极输入端可以栅极供电子模块电连接，漏极输出端可以与漏极供电子模块电连接，以便对待测器件300施加电压。由此，在测试不同尺寸类型的待测器件300时，便可以通过更换第一子板210，而不必更换两个第二子板220，由此，能够有效降低测试的成本。

可选的，如图3所示，底板200也可以是一体结构，压抵机构100可以安装于底板200上。

可选的，如图4所示，压抵机构100包括上板120，上板120的一端与底板200铰接，上板120的另一端设置有卡接件130，以此，在上板120通过卡接件130与底板200解除卡接时，上板120可以以其与底板200的铰接端为转动中心进行转动，从而进行打开动作，此时，可以在测试工位211内取放待测器件300；在上板120通过卡接件130与底板200卡接时，上板120则可配合底板200对测试工位211内的待测器件300进行夹持，避免其晃动，并且使得待测器件300与测温探头以抵接的形式进行接触。具体的：为了方便在上板120和底板200之间形成夹腔，可以在底板200上通过可拆卸的方式固定第一立板180和第二立板170，其中，第一立板180可以与上板120一端的铰接挂耳123通过第一铰接轴181铰接，使得上板120可以相对底板200绕第一铰接轴181转动，第二立板170上可以具有与卡接件130匹配的卡接槽171，由此，在需要卡接时，可以使得卡接件130对应卡接于卡接槽171，从而实现上板120和底板200的卡接。

可选的，如图4所示，卡接件130包括卡勾和第一弹性件132，卡勾可以通过第二铰接轴131铰接于上板120的另一端，卡勾可以与第二立板170上的卡接槽171勾抵，以便于实现卡勾与第二立板170的卡接，为了提高卡接的稳定性，可以在上板120上开设容置第一弹性件132的槽孔，并且第一弹性件132的另一端时刻与卡勾抵接，以便于向卡勾提供作用力，使得卡勾具有与卡接槽171保持勾抵的趋势，从而提高卡接的稳定性。在需要解除卡接时，可以由外力作用于卡勾，使得卡勾绕第二铰接轴131转动(在此过程中第一弹性件132储能)，从而与卡接槽171脱离，实现解除卡接。

可选的，如图1和图4所示，压抵机构100还包括驱动配合的驱动件和压抵组件，压抵组件可以通过滑杆(本申请不限定滑杆的数量，其可以是平行设置的多个，以便于在压抵组件滑动时仅有沿滑动方向的位移，避免压抵组件和待测器件300错位)滑动设置于上板120靠近测试工位211的一侧，即滑杆由压抵组件远离上板120的一侧贯穿压抵组件，并与上板120固定连接，由此，实现压抵组件沿滑杆滑动。压抵组件的滑动方向可以与底板200、压抵组件和上板120的层叠方向相同，以便于其在滑动时能够靠近或远离待测器件300。如图1所示，在实现对待测器件300的固定时，可以先将待测器件300放置于待测工位，然后旋转上板120，并使得上板120经卡勾与第二立板170卡接，此时，完成对待测器件300的初步固定，为了进一步的提高夹持的稳定性，还可以通过驱动件带动压抵组件朝向靠近待测器件300的方向滑动，从而使得压抵组件能够与待测器件300抵接，并将待测器件300稳定的固定至底板200的待测工位。

可选的，如图1所示，驱动件为旋抵盖110，在上板120上开设有贯穿上板120的螺孔121，旋抵盖110与螺孔121螺接，在将旋抵盖110旋入螺孔121后其能够穿过螺孔121与压抵组件抵接，压抵组件的滑动方向与螺孔121的轴向相同，从而利用旋抵盖110的旋入，带动压抵组件朝向待测器件300的方向滑动。压抵组件和上盖通过滑杆滑动连接，滑杆可以是弹簧螺丝，即弹簧螺丝穿过压抵组件后与上板120螺接，压抵组件可以沿弹簧螺丝滑动，弹簧螺丝可以对压抵组件施加弹性力，该弹性力可以使得压抵组件具有朝向远离待测器件300方向运动的趋势，由此，在将旋抵盖110向外旋出时，能够使得压抵组件跟随其朝向靠近上板120的方向滑动，实现压抵组件的复位。

可选的，如图4所示，压抵组件包括压抵板160和压抵盖140，压抵盖140位于压抵板160和上板120之间，滑杆可以依次贯穿压抵板160和压抵盖140从而连接至上板120，使得压抵板160和压抵盖140均可以沿着滑杆滑动。在压抵板160上开设有贯穿孔161，在压抵盖140和压抵板160之间设置有穿设于贯穿孔161的压抵块150，由此，在旋紧盖旋入时，会先与压抵盖140接触，并经压抵盖140推动压抵板160以及设置于压抵板160上的压抵块150一起朝向待测器件300滑动，直至压抵板160通过压抵块150将待测器件300稳定的抵接至底板200的测试工位211。

可选的，如图4所示，为了避免压抵块150掉落，还可以使得压抵块150的一端具有凸部152(图4中凸部152为顶端的环形凸檐)，由此，在压抵块150的另一端经贯穿孔161穿出压抵板160时，能够使得压抵块150通过凸部152与压抵板160靠近压抵盖140的一侧表面抵接。在凸部152和压抵盖140之间设置有第二弹性件151，由此，在压抵块150与待测器件300接触过程中，能够利用第二弹性件151提供一定的缓冲，避免硬抵接所可能对待测器件300造成的损坏。

可选的，如图4所示，在上板120上开设有用于伸入采样探头的通孔122；压抵盖140包括第一导电件141以及包裹于第一导电件141周侧的第一绝缘层142，第一导电件141的相对两端露出于第一绝缘层142表面，避免不同第一导电件141相互之间短路。压抵块150包括第二导电件以及包裹于第二导电件周侧的第二绝缘层，且第二导电件的相对两端露出于第二绝缘层的表面，避免不同压抵块150之间短路。在此基础上，通孔122和第一导电件141一端位置对应，第一导电件141的另一端则可通过第二弹性件151(导电材质)与第二导电件的一端接触，第二导电件的另一端则与待测器件300的电极端抵接接触，由此，方便在测试时，电压波形采集模块可以经采样探头伸入通孔122并与第一导电件141接触，从而实现采样探头经第一导电件141、第二弹性件151和第二导电件对待测器件300的电极端进行电压、电流等信息的采集，保证在不同温度下施加脉冲时，所施加的栅极脉冲电压值一致，提高了结温测量的准确性。在一些实施方式中，第一绝缘层142和第二绝缘层可以是特氟龙，第一导电件141、第二导电件和第二弹性件151可以是金属。

为了提高采样探头与第一导电件141接触的稳定性，还可以使得第一导电件141在靠近通孔122的一侧具有挂孔，方便采样探头挂接在挂孔内。

具体的：通孔122可以是两个，第一导电件141为两个，压抵块150可以是三个，由此，可以由一个通孔122、一个第一导电件141和一个压抵块150构成采样探头至待测器件300的栅极输入端的电气连接，同理，可以由另一个通孔122、另一个第一导电件141和另一个压抵块150构成采样探头至待测器件300的漏极输出端的电气连接。第三个压抵块150可以与待测器件300的管壳顶部抵接。

通过该治具，使得电压波形采集模块直接对待测器件300的栅极输入端、漏极输出端进行电压、电流采集，而非传统方法中的直接读取待测器件300的栅极、漏极的供电电压，保证了不同温度下器件栅极、漏极电压的一致性。

本申请实施例的另一方面，提供一种结温测量装置，包括供电模块、具有测温探头的加热平台以及上述任一种的芯片测试治具，芯片测试治具的底板200可以通过螺钉、卡扣等多种形式安装于加热平台，测温探头可以经探测孔212穿设至底板200的测试工位211内，供电模块可以包括栅极供电子模块和漏极供电子模块，由此，方便待测器件300的栅极输入端与栅极供电子模块电连接，漏极输出端与漏极供电子模块电连接，从而对待测器件300施加脉冲。

可选的，结温测量装置还包括防自激电路，防自激电路包括与待测器件300的栅极输入端串联的可调电阻以及与栅极输入端并联的可调电容，例如，在栅极供电子模块和栅极输入端之间串入可调电阻、并入可调电容，通过可调电阻和可调电容，在面对不同型号的待测器件300时，实现防自激电路对不同型号的待测器件300的适配，降低了测试不同待测器件300时的时间成本。

可选的，测温探头可以是压簧热电偶，其可以通过与待测器件300抵接从而形变，使得测温探头与待测器件300的管壳稳定接触。还可以在测温探头的表面涂布液态金属，从而进一步的提高温度测量的准确度。

在测试时，可以先将待测器件300放置于测试工位211，并使得上板120通过卡勾与底板200卡接，然后旋转旋抵盖110使得一个压抵块150压住待测器件300的管壳，保证待测器件300的管壳和底板200紧密接触，另外两个压抵块150分别与待测器件300管壳的栅极输入端和漏极输出端一一对应压抵，电压波形采样模块的采样探头可以分别经上板120的两个通孔122与第一导电件141连接，从而经第二弹性件151和第二导电件与待测器件300管壳的栅极输入端和漏极输出端形成电连接。

接着开启栅极供电子模块、漏极供电子模块和加热平台。通过上位机设置好所需要的器件初始栅极脉冲电压V_g0，初始漏极脉冲电压V_d0，对应的脉冲电压周期、占空比、时序，以及所需要测量的多个不同的温度点T_x(x＝0、1、2等整数)。再通过上位机设置好直流偏置时的器件栅极电压、器件漏极电压及直流偏置时的多个环境温度。以上参数设置好后，上位机便可以根据条件控制电源和加热平台，在保证先施加V_g0且在V_g0维持高电平的期间内施加V_d0，并在V_g0高电平结束前下电的情况下，测量不同温度下相同器件栅极电压、器件漏极电压和器件漏极电流I_d，从而得到热平衡后器件漏极电流I_d和温度T的关系，由于施加短脉冲电压，由此产生的热效应可以小到忽略不计，此时温度T和结温Tj相等，即得到了漏极电流Id和Tj的关系。

得到器件漏极电流I_d和结温Tj的关系后，上位机控制电源和加热平台按照设置好的直流偏置条件施加在器件上，测量在不同温度下的直流偏置I_d电流值。

上位机根据此前得到的漏极电流I_d和结温Tj的关系，将在不同温度下的直流偏置I_d电流值转换为结温Tj，即可得到该器件在特定直流偏置条件和环境温度下的结温。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片测试治具，其特征在于，包括底板和压抵机构；

所述底板具有容置待测器件的测试工位，在所述测试工位内设置有用于容置测温探头的探测孔；

所述压抵机构配合所述底板夹持所述待测器件，以使所述待测器件与所述测温探头抵接。

2.如权利要求1所述的芯片测试治具，其特征在于，所述压抵机构包括与所述底板铰接的上板，在所述上板上设置有卡接件，所述上板经所述卡接件与所述底板卡接以配合所述底板夹持所述待测器件。

3.如权利要求2所述的芯片测试治具，其特征在于，所述卡接件包括卡勾以及与所述卡勾连接的第一弹性件，所述卡勾与所述上板铰接，所述第一弹性件用于向所述卡勾提供作用力，以使所述卡勾具有与所述底板保持卡接的趋势。

4.如权利要求2所述的芯片测试治具，其特征在于，所述压抵机构还包括驱动配合的驱动件和压抵组件，所述压抵组件滑动设置于所述上板靠近所述测试工位的一侧，所述驱动件用于驱动所述压抵组件相对所述上板滑动以与所述待测器件抵接。

5.如权利要求4所述的芯片测试治具，其特征在于，所述驱动件为旋抵盖，在所述上板上开设有贯穿所述上板的螺孔，所述旋抵盖与所述螺孔螺接且与所述压抵组件抵接，所述压抵组件的滑动方向与所述螺孔的轴向相同。

6.如权利要求4所述的芯片测试治具，其特征在于，所述压抵组件包括压抵板和压抵盖，所述压抵盖和所述压抵板滑动设置于所述上板靠近所述测试工位的一侧，所述压抵盖位于所述压抵板和所述上板之间，在所述压抵板上开设有贯穿孔，在所述压抵盖和所述压抵板之间设置有穿设于所述贯穿孔的压抵块，所述压抵块用于与所述待测器件抵接。

7.如权利要求6所述的芯片测试治具，其特征在于，所述压抵块具有与所述压抵板靠近所述压抵盖的一侧抵接的凸部，在所述凸部和压抵盖之间设置有第二弹性件。

8.如权利要求6所述的芯片测试治具，其特征在于，在所述上板上开设有用于伸入采样探头的通孔；

所述压抵盖包括与所述通孔位置对应的第一导电件以及包裹于所述第一导电件周侧的第一绝缘层，所述第一导电件的相对两端露出于所述第一绝缘层；

所述压抵块包括与所述第一导电件位置对应的第二导电件以及包裹于所述第二导电件周侧的第二绝缘层，且所述第二导电件的相对两端露出于所述第二绝缘层；

所述采样探头经所述第一导电件和所述第二导电件与所述待测器件的电极端电连接。

9.一种结温测量装置，其特征在于，包括供电模块、具有测温探头的加热平台以及如权利要求1至8任一项所述的芯片测试治具，所述芯片测试治具的底板安装于所述加热平台，且所述测温探头穿设于所述底板的探测孔，所述供电模块与待测器件的电极端电连接。

10.如权利要求9所述的结温测量装置，其特征在于，所述结温测量装置还包括防自激电路，所述防自激电路包括与所述待测器件的栅极输入端串联的可调电阻以及与所述栅极输入端并联的可调电容。

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