1.本實用新型涉及一種半導體芯片高低溫測試裝置，用于對半導體芯片在高低溫下進行測試，實現(xiàn)半導體芯片在高低溫下的篩選。

背景技術(shù)：

2.目前，半導體芯片在工廠進行大規(guī)模高低溫量產(chǎn)測試時，主要是將待測芯片放置在固定金屬板的socket上進行加熱或降溫，當待測芯片達到預定溫度后，通過機械手臂將待測芯片搬運到測試部進行測試，該測試方法的弊端在于芯片在測試過程中由于沒有持續(xù)對芯片進行加熱和降溫，導致測試過程中芯片的實際溫度低于所要求的溫度，造成測試結(jié)果存在偏差，特別是對測試時間較長的芯片偏差會更加明顯。

3.工廠進行大規(guī)模量產(chǎn)測試時，主要是針對多芯片同時進行測試，在相同的測試環(huán)境下如果僅對單芯片進行測試，會造成測試資源的浪費；另一種常見的單芯片高低溫測試的方法是人工測試，即：整個測試過程全部通過人工控制這種方法不僅效率低，而且由于無法持續(xù)地監(jiān)控溫度，造成測試精度和可靠性不高。

4.本測試裝置主要針對單芯片進行自動化測試，通過在測試過程中對芯片進行實時自動化加熱和降溫，動態(tài)監(jiān)控和調(diào)整芯片的溫度，使得芯片一直處于規(guī)定的范圍內(nèi)，提高了測試精度和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.本技術(shù)發(fā)明了一種半導體芯片高低溫測試裝置，該裝置是一種輔助的測試裝置，與測試機和處理機協(xié)調(diào)配合使用，其中測試機主要用于對芯片進行測試，處理機主要用于對芯片進行搬運。該裝置包括：直線軌道運動結(jié)構(gòu)、固定支架結(jié)構(gòu)、電動推桿結(jié)構(gòu)、溫度傳感器結(jié)構(gòu)、socket結(jié)構(gòu)、控制器。所述直線軌道運動結(jié)構(gòu)固定于處理機右側(cè)位置，可通過滑動模塊帶動固定支架將高低溫氣體管路搬運到半導體芯片的正上方。所述電動推桿結(jié)構(gòu)位于待測芯片的上方，用于將高低溫氣體管路搬運到半導體芯片表面。所述溫度傳感器結(jié)構(gòu)固定于socket結(jié)構(gòu)的正下方，用于實時監(jiān)測金屬彈簧探針的溫度。

6.基于本發(fā)明的裝置,可用于提高半導體單芯片在高低溫測試時的精度和可靠性。

7.直線軌道運動結(jié)構(gòu)根據(jù)芯片高低溫的測試需求，通過電機一的運轉(zhuǎn)控制滑動模塊做向前和向后運動。直線軌道運動結(jié)構(gòu)由電機一、絲桿、滑動模塊、上限開關、下限開關、上限擋片、下限擋片組成。直線軌道運動結(jié)構(gòu)中電機一的輸出與絲桿相連，通過電機一轉(zhuǎn)動絲桿帶動滑動模塊滑動，滑動模塊帶動固定支架、金屬氣管一、電動推桿結(jié)構(gòu)、上限擋片、下限擋片做直線運動。

8.電動推桿結(jié)構(gòu)根據(jù)測試socket結(jié)構(gòu)的實際高度，通過電機二的運轉(zhuǎn)控制帶密封罩的金屬氣管二做上升和下降運動，帶密封罩的金屬氣管二的一端與固定支架上的金屬氣管一相連, 帶密封罩的金屬氣管二的另外一端通過密封罩將socket結(jié)構(gòu)上的芯片罩住。

9.socket結(jié)構(gòu)根據(jù)芯片封裝形式定制不同的socket類型，socket結(jié)構(gòu)的中間位置設

置有金屬彈簧探針，芯片放入socket結(jié)構(gòu)后，金屬彈簧探針頂在芯片封裝的中間位置，金屬彈簧探針穿過socket結(jié)構(gòu)的pcb板。

10.紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)根據(jù)探測到的socket結(jié)構(gòu)上芯片的實際溫度，并將實際溫度轉(zhuǎn)換為電信號，然后傳輸給控制器；所述紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)主要由紅外溫度傳感器和固定部件組成。

11.帶卡扣的金屬氣管三根據(jù)芯片高低溫的測試需求，通過卡扣裝置將熱流罩的輸出端與帶卡扣的金屬氣管三進行密封固定，帶卡扣的金屬氣管三的另一端與固定支架上的金屬氣管一相連。

12.控制器的輸入與上限開關、下限開關、紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)的控制輸出端口相連，控制器的輸出與電機一、電機二和熱流罩的控制輸入端口相連；控制器通過控制開關的閉合控制電機的轉(zhuǎn)動，以及根據(jù)所接收的溫度電信號調(diào)整熱流罩的狀態(tài)。

13.帶卡扣的金屬氣管三，采用耐高低溫材料的卡扣裝置與熱流罩的氣體輸出端口進行固定密封，將熱流罩產(chǎn)生的高低溫氣體通過金屬氣管一和帶密封罩的金屬氣管二傳輸?shù)叫酒砻?。直線軌道運動結(jié)構(gòu)通過上限開關檢測滑動模塊是否滑動到待測模塊的指定位置，當上限擋片進入到上限開關時，電機一正向停止轉(zhuǎn)動；當下限擋片進入到下限開關時，電機一反向停止轉(zhuǎn)動。

14.電動推桿結(jié)構(gòu)帶動帶密封罩的金屬氣管二在芯片封裝表面做上升和下降運動，當帶密封罩的金屬氣管二將芯片封裝表面完全罩住時，電機二正向停止轉(zhuǎn)動；當測試完成后帶密封罩的金屬氣管二離開芯片封裝表面，當帶密封罩的金屬氣管二恢復到初始位置時，電機二反向停止轉(zhuǎn)動。

15.電機一和電機二通過控制器進行控制，控制信號包括啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，同時控制器能夠接收來自電機一和電機二的信號。

16.紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)將紅外溫度傳感器發(fā)射出來的紅外線聚焦在socket結(jié)構(gòu)上的金屬彈簧探針底部，當芯片封裝溫度發(fā)生變化時會通過金屬彈簧探針進行傳導，同時金屬彈簧探針向外發(fā)射紅外輻射，輻射強度隨溫度的變化而變化；紅外溫度傳感器是一種熱電子傳感器，它接收紅外輻射并將其轉(zhuǎn)化成可測試的電信號。

17.控制器主要由mcu、驅(qū)動電路、穩(wěn)壓電源組成，mcu控制電機一、電機二、紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)電信號，進而控制熱流罩；驅(qū)動電路用來驅(qū)動mcu系統(tǒng)信號，穩(wěn)壓電源用于供電。

附圖說明

18.圖 1為高低溫測試裝置的示意圖。

19.圖 2為高低溫測試裝置的流程圖。

具體實施方式

20.下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚地描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

21.在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“滑動

模塊”、“卡扣”、“socket”、“連接”、“測試夾”等，應做廣義理解，例如“連接”，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

22.在本實用新型僅局限于塑封模塊的半導體芯片，對于其它封裝形式的半導體芯片不適用。

23.打開測試機和處理機電源，通過軟件啟動高溫或低溫測試，處理機接收到指令后將芯片搬運到socket（13）上，搬運結(jié)束后處理機回到初始位置。

24.高低溫測試裝置檢測到真空吸嘴回到初始位置后，通過控制器（17）控制直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1）帶動滑動模塊（7）向前滑動，當上限擋片（5）進入到上限開關（2）時，電機一（4）正向停止轉(zhuǎn)動。

25.控制器（17）接收到上限擋片（5）進入到上限開關（2）后，控制電動推桿結(jié)構(gòu)（10）帶動帶密封罩的金屬氣管二（12）向下運動，當金屬氣管二（12）到達芯片表面且密封罩將芯片封裝完全罩住時，電機二（11）正向停止轉(zhuǎn)動。

26.金屬氣管二（12）到達設定高度后，通過軟件開啟熱流罩開關，產(chǎn)生預期的溫度，此時熱流罩會產(chǎn)生高低溫氣體，熱流罩產(chǎn)生的高低溫氣體通過金屬氣管三（16）、金屬氣管一（9）和金屬氣管二（12）到達芯片封裝表面，通過氣流對芯片封裝進行加熱和降溫。

27.當紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)中（15）的溫度傳感器探測到金屬彈簧探針的溫度達到預期的溫度后，將溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給控制器（17），控制器（17）通過軟件控制測試機對半導體芯片進行測試。

28.測試結(jié)束后，控制器（17）控制熱流罩停止加熱或降溫。

29.控制器（17）控制電動推桿結(jié)構(gòu)（10）帶動帶密封罩的金屬氣管二（12）離開芯片封裝表面，當電動推桿結(jié)構(gòu)（10）回到初始位置時，電機二（11）反向停止轉(zhuǎn)動。

30.控制器（17）檢測到電動推桿結(jié)構(gòu)（10）已回到初始位置后，控制直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1）帶動滑動模塊（7）向后滑動，當下限擋片（6）進入到下限開關（3）時，電機一（4）反向停止轉(zhuǎn)動。

31.控制器（17）檢測到下限擋片（6）進入到下限開關（3）時，通過程序控制處理機將下一個半導體芯片搬運到socket（13）上，重復執(zhí)行[0023]到[0029]步驟，直到測試結(jié)束。

[0032]

該裝置的優(yōu)點是成本低、測試精度高，測試溫度誤差范圍小，通過控制器和軟件協(xié)同了測試機、處理機以及高低溫裝置的自動測試。技術(shù)特征：

1.一種半導體芯片高低溫測試裝置，用于對不同的半導體芯片實現(xiàn)高低溫測試，其特征在于該裝置包括：直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1）、固定支架（8）、電動推桿結(jié)構(gòu)（10）、紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)（15）、帶卡扣的金屬氣管三（16）、socket結(jié)構(gòu)（13）、控制器（17），其中：所述直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1）根據(jù)芯片高低溫的測試需求，通過電機一（4）的運轉(zhuǎn)控制滑動模塊（7）做向前和向后運動；所述直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1）由電機一（4）、絲桿(18)、滑動模塊（7）、上限開關（2）、下限開關（3）、上限擋片（5）、下限擋片（6）組成；所述直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1）中電機一（4）的輸出與絲桿(18)相連，通過電機一（4）轉(zhuǎn)動絲桿(18)帶動滑動模塊（7）滑動，滑動模塊（7）帶動固定支架（8）、金屬氣管一（9）、電動推桿結(jié)構(gòu)（10）、上限擋片（5）、下限擋片（6）做直線運動；所述電動推桿結(jié)構(gòu)（10）根據(jù)測試socket結(jié)構(gòu)（13）的實際高度，通過電機二（11）的運轉(zhuǎn)控制帶密封罩的金屬氣管二（12）做上升和下降運動，帶密封罩的金屬氣管二（12）的一端與固定支架（8）上的金屬氣管一（9）相連, 帶密封罩的金屬氣管二（12）的另外一端通過密封罩將socket結(jié)構(gòu)（13）上的芯片罩??；所述socket結(jié)構(gòu)（13）根據(jù)芯片封裝形式定制不同的socket類型，socket結(jié)構(gòu)（13）的中間位置設置有金屬彈簧探針（14），芯片放入socket結(jié)構(gòu)（13）后，金屬彈簧探針（14）頂在芯片封裝的中間位置，金屬彈簧探針（14）穿過socket結(jié)構(gòu)（13）的pcb板；所述紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)（15）根據(jù)探測到的socket結(jié)構(gòu)（13）上芯片的實際溫度，并將實際溫度轉(zhuǎn)換為電信號，然后傳輸給控制器（17）；所述紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)（15）主要由紅外溫度傳感器和固定部件組成；所述帶卡扣的金屬氣管三（16）根據(jù)芯片高低溫的測試需求，通過卡扣裝置將熱流罩的輸出端與帶卡扣的金屬氣管三（16）進行密封固定，帶卡扣的金屬氣管三（16）的另一端與固定支架（8）上的金屬氣管一（9）相連；所述控制器（17）的輸入與上限開關（2）、下限開關（3）、紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)（15）的控制輸出端口相連，控制器（17）的輸出與電機一（4）、電機二（11）和熱流罩的控制輸入端口相連；控制器（17）通過控制開關的閉合控制電機的轉(zhuǎn)動，以及根據(jù)所接收的溫度電信號調(diào)整熱流罩的狀態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的半導體芯片高低溫測試裝置，其特征在于，所述帶卡扣的金屬氣管三（16），采用耐高低溫材料的卡扣裝置與熱流罩的氣體輸出端口進行固定密封，將熱流罩產(chǎn)生的高低溫氣體通過金屬氣管一（9）和帶密封罩的金屬氣管二（12）傳輸?shù)叫酒砻妗?.如權(quán)利要求1所述的半導體芯片高低溫測試裝置，其特征在于，所述直線軌道運動結(jié)構(gòu)（1），通過上限開關（2）檢測滑動模塊（7）是否滑動到待測模塊的指定位置，當上限擋片（5）進入到上限開關（2）時，電機一（4）正向停止轉(zhuǎn)動；當下限擋片（6）進入到下限開關（3）時，電機一（4）反向停止轉(zhuǎn)動。4.如權(quán)利要求1所述的半導體芯片高低溫測試裝置，其特征在于，所述電動推桿結(jié)構(gòu)（10）帶動帶密封罩的金屬氣管二（12）在芯片封裝表面做上升和下降運動，當帶密封罩的金屬氣管二（12）將芯片封裝表面完全罩住時，電機二（11）正向停止轉(zhuǎn)動；當測試完成后帶密封罩的金屬氣管二（12）離開芯片封裝表面，當帶密封罩的金屬氣管二（12）恢復到初始位置時，電機二（11）反向停止轉(zhuǎn)動。5.如權(quán)利要求1所述的半導體芯片高低溫測試裝置，其特征在于，所述電機一（4）和所

述電機二（11）通過控制器（17）進行控制，控制信號包括啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，同時控制器（17）能夠接收來自電機一（4）和電機二（11）的信號。6.如權(quán)利要求1所述的半導體芯片高低溫測試裝置，其特征在于，所述紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)（15）將紅外溫度傳感器發(fā)射出來的紅外線聚焦在socket結(jié)構(gòu)（13）上的金屬彈簧探針（14）底部，當芯片封裝溫度發(fā)生變化時會通過金屬彈簧探針（14）進行傳導，同時金屬彈簧探針（14）向外發(fā)射紅外輻射，輻射強度隨溫度的變化而變化；紅外溫度傳感器是一種熱電子傳感器，它接收紅外輻射并將其轉(zhuǎn)化成可測試的電信號。7.如權(quán)利要求1所述的半導體芯片高低溫測試裝置，其特征在于，所述控制器（17）主要由mcu、驅(qū)動電路、穩(wěn)壓電源組成，mcu控制電機一（4）、電機二（11）、紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)（15）電信號，進而控制熱流罩；驅(qū)動電路用來驅(qū)動mcu系統(tǒng)信號，穩(wěn)壓電源用于供電。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型提出了一種半導體芯片高低溫測試裝置，主要針對不同的半導體芯片進行高低溫測試。該裝置包含的主要結(jié)構(gòu)如下：直線導軌運動結(jié)構(gòu)；電動推桿結(jié)構(gòu)；固定支架結(jié)構(gòu)；紅外溫度傳感器結(jié)構(gòu)；Socket結(jié)構(gòu)；控制結(jié)構(gòu)。本實用新型提出的半導體芯片高低溫測試裝置，可以對不同的半導體芯片進行高低溫測試，提高測試效率，降低測試成本，提高了高低溫測試的精度和可靠性?？煽啃??？煽啃浴?br />
技術(shù)研發(fā)人員：杜新 張希巖

受保護的技術(shù)使用者：北京中電華大電子設計有限責任公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.26

技術(shù)公布日：2022/5/17