一种芯片测试装置的制作方法

1.本实用新型属于半导体集成电路技术领域，特别涉及一种芯片测试装置。


背景技术：

2.对于通信设备厂来说，产品在客户端异常的原因中，有一半属于硬件问题，而在硬件问题中，芯片故障是主要问题。对芯片进行故障分析，找出原因并改善，是提升产品硬件质量最关键的一环。iv测试(即电流电压测试)是芯片故障分析中最主要的一个环节，通过对芯片各个引脚的测试，为后续故障分析指明思路和方向。芯片在进行测试时，需要通过测试治具与自动测试设备连接。
3.目前市场上测试座的主要部件包括弹簧探针、探针架、其他电子连接件。探针架内有针穴以放置弹簧探针的针体，针体夹持着放置在其内部的上动针、弹簧和下动针，并与动针保持良好接触以确保电流和电信号的传输。
4.随着芯片核心运算速度的不断提高，对芯片测试装置的要求也越来越高，需要芯片测试装置能够满足高频测试的需求。现有的芯片测试装置一般包括带有探针孔的金属型导向板、固定座和保持板以及弹簧探针，并将弹簧探针直接设置在探针孔内，但是此种测试装置一般不能满足高频测试的需求。在测试过程中，弹簧探针结构测试通过频率低，阻抗大，无法满足高频和大电流测试，弹簧探针的位置固定不可移动，通用性不强，不能适用于多种封装的芯片测试，而且导电针试的测试座，半导体芯片固定不稳定，固定步骤及其繁杂，影响生产效率。
5.另外，现有的测试治具应用范围窄，要根据芯片测试设计制作专用的pcb测试母板，导致测试周期长，成本高。


技术实现要素：

6.本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种芯片测试装置，具体技术方案如下：
7.一种芯片测试装置，用于对含有射频微波信号端口的被测对象进行测试，该芯片测试装置包括测试底座，所述测试底座内嵌设有射频微波检测体，所述射频微波检测体包括导体，所述导体内上部插设有外部包裹绝缘套的射频弹性探针，所述射频弹性探针外侧周向围设有多个辅助接地弹性探针，所述射频弹性探针和所述辅助接地弹性探针两者的上端部均穿出所述导体的顶面，所述射频弹性探针的上端部与被测对象的射频微波信号端口接触，所述射频弹性探针的下端部与设置于所述导体内中部的射频内导体导电连接，所述导体内下部插接一射频电缆，所述射频电缆内部中心导体与所述射频内导体的下端部导电连接，所述辅助接地弹性探针与所述导体导电接触。
8.进一步地，所述射频微波检测体的导体包括上外导体和套接在所述上外导体下部的下外导体，所述上外导体和下外导体均由铜合金材料制成，所述上外导体内开设有沿上下方向延伸的台阶孔，所述台阶孔内轴向插设有外部包裹绝缘套的所述射频弹性探针，所
述射频弹性探针的上端部套设有保护帽，所述辅助接地弹性探针嵌设在所述上外导体内，且所述辅助接地弹性探针的下端部与所述下外导体导电接触；所述下外导体内开设有沿上下方向延伸的通孔，所述绝缘套的下端部轴向插设在所述通孔内，所述绝缘套的下端部内插设有所述射频内导体。
9.进一步地，所述上外导体在所述台阶孔顶端处形成有上补偿台阶；所述射频内导体中部形成有下补偿台阶。
10.进一步地，所述射频内导体的下端部开设有用于所述射频电缆内部的中心导体插入的插槽。
11.进一步地，所述绝缘套的下部设有用于防止所述射频内导体与所述射频电缆的外导体发生接触短路的绝缘垫片。
12.进一步地，所述射频内导体的插槽内壁与所述射频电缆内部中心导体采用焊锡焊接，所述下外导体的通孔内壁与所述射频电缆的外导体也采用焊锡焊接。
13.进一步地，所述测试底座内设有面板，所述面板下方对接有底板，所述上外导体和所述下外导体分别设置于所述面板和所述底板内，所述面板上在所述射频微波检测体周边还嵌设有多个低频微波检测体，所述低频微波检测体包括嵌设于所述面板内的低频弹性探针，所述底板内对应位置设有与所述低频弹性探针导电接触的低频插针。
14.进一步地，所述测试底座外设有壳体，所述面板与底板均设于所述壳体内，所述壳体下方设有底壳，所述底壳上设有射频检测接口，所述射频内导体通过所述射频电缆与所述射频检测接口导电连接；所述底壳上还设有低频检测接口，所述低频插针下部设有插孔，所述插孔可与所述低频检测接口通过低频导线导电连接。
15.进一步地，所述壳体的上部还设有上盖，所述上盖与壳体通过卡扣活动连接。
16.进一步地，所述上盖上与被测对象对应的部位开设有通孔观察窗，所述通孔观察窗内设有用于压紧被测对象的活动螺钉。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1、本实用新型采用射频弹性探针与被测对象的焊盘或bga球作有效接触，可以灵活、方便的更换被测对象，免焊接设计对被测对象无损伤，通用性强，能够适用于多种封装的芯片测试；
19.2、本实用新型的射频微波检测体中的射频弹性探针采用毛纽扣结构，作为射频微波信号主要传输通道，同时在与被测对象接触部位也构置了同轴结构的传输通道，通过设置补偿结构以较好的达到阻抗匹配效果以减少射频微波信号的反射，可以满足高频和大电流测试；
20.3、本实用新型通过采用特定的毛纽扣弹性接触件结构，脱离芯片测试对pcb测试母板的依赖关系，解决现有芯片测试座测试等待周期长，成本高等缺陷；
21.4、本实用新型在改进方案中，采用一体式集成设计，可对被测对象所有的射频、控制、电源端口作对应的检测端口引出，体积较小，可以满足进线测试的需求；
22.5、本实用新型在改进方案中，上盖区域设有开放结构，可以方便的对一些集成电路产品进行在线开窗检测，进一步对封装内的特定芯片单元执行定点调试分析操作。
附图说明
23.图1示出了本实用新型的芯片测试装置的立体结构示意图；
24.图2示出了本实用新型的芯片测试装置另一视角的立体结构示意图；
25.图3示出了本实用新型的芯片测试装置的立体分解图；
26.图4示出了本实用新型的芯片测试装置的立体结构局部剖视图；
27.图5示出了本实用新型中测试底座和射频微波检测体的局部结构示意图；
28.图6示出了本实用新型中射频微波检测体的外部结构示意图；
29.图7示出了本实用新型中射频微波检测体的内部结构示意图。
30.图中所示：1、测试底座；11、面板；12、底板；13、壳体；14、底壳；141、底盖；15、射频检测接口；16、低频检测接口；17、上盖；171、通孔观察窗；18、卡扣；19、活动螺钉；2、射频微波检测体；21、导体；211、上外导体；212、下外导体；213、台阶孔；213a、上补偿台阶；214、通孔；214a、下补偿台阶；22、射频弹性探针；22a、保护帽；23、绝缘套；24、辅助接地弹性探针；25、射频电缆；251、中心导体；26、射频内导体；261、插槽；27、绝缘垫片；3、低频微波检测体；31、低频弹性探针；32、低频插针；33、插孔；34、低频导线；4、被测对象；41、射频微波信号端口。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
32.如图1～4所示，一种芯片测试装置，用于对含有射频微波信号端口41的被测对象4进行测试，该芯片测试装置包括测试底座1，所述测试底座1内嵌设有射频微波检测体2，所述射频微波检测体2包括导体21，所述导体21内上部插设有外部包裹绝缘套23的射频弹性探针22，所述射频弹性探针22外侧周向围设有多个辅助接地弹性探针24，所述射频弹性探针22和所述辅助接地弹性探针24两者的上端部均穿出所述导体21的顶面，所述射频弹性探针22的上端部与被测对象4的射频微波信号端口41接触，所述射频弹性探针22的下端部与设置于所述导体21内中部的射频内导体26导电连接，所述导体21内下部插接一射频电缆25，所述射频电缆25内部中心导体251与所述射频内导体26的下端部导电连接，所述辅助接地弹性探针24与所述导体21导电接触。
33.如图5～7所示，所述射频微波检测体2的导体21包括上外导体211和套接在所述上外导体211下部的下外导体212，所述上外导体211和下外导体212均由铜合金材料制成，所述上外导体211内开设有沿上下方向延伸的台阶孔213，所述台阶孔213内轴向插设有外部包裹绝缘套23的所述射频弹性探针22，所述射频弹性探针22的上端部套设有保护帽22a，所述辅助接地弹性探针24嵌设在所述上外导体211内，且所述辅助接地弹性探针24的下端部与所述下外导体212导电接触；所述下外导体212内开设有沿上下方向延伸的通孔214，所述绝缘套23的下端部轴向插设在所述通孔214内，所述绝缘套23的下端部内插设有所述射频内导体26。
34.在本实施例中，导体21分成上外导体211和下导体212两个部分，是为了方便辅助接地弹性探针24从上外导体211下口插装；台阶孔213可以对绝缘套23进行限位；其中，下外
导体212的外形采用了上宽下窄的台阶设计，在实际设计中还可以采用上窄下宽或两端窄中间宽的台阶设计。
35.如图7所示，在本实施例中，整个射频传输线基于50ω的特性阻抗设计，但在一些过渡段采用错位补偿或高抗补偿以减少射频微波反射，提升传输性能，如为了形成补偿，所述上外导体211在所述台阶孔213顶端处形成有上补偿台阶213a，可以用于调节与被测对象的焊盘接触处的阻抗匹配；所述射频内导体26中部形成有下补偿台阶214a，以形成高抗补偿。
36.如图7所示，所述射频内导体26的下端部开设有用于所述射频电缆25内部的中心导体251插入的插槽261。
37.如图7所示，所述绝缘套23的下部设有用于防止所述射频内导体26与所述射频电缆25的外导体发生接触短路的绝缘垫片27。
38.在本实施例中，所述绝缘套23的外形采用了单独绝缘材质设计，实际设计还可采用部分空气介质或混合介质的方式达到绝缘和支撑的目的。
39.如图7所示，所述射频内导体26的插槽261内壁与所述射频电缆25内部中心导体251采用焊锡焊接，所述下外导体212的通孔214内壁与所述射频电缆25的外导体也采用焊锡焊接。
40.如图4和5所示，所述测试底座1内设有面板11，所述面板11下方对接有底板12，所述上外导体211和所述下外导体212分别设置于所述面板11和所述底板12内，所述面板11上在所述射频微波检测体2周边还嵌设有多个低频微波检测体3，所述低频微波检测体3包括嵌设于所述面板11内的低频弹性探针31，所述底板12内对应位置设有与所述低频弹性探针31导电接触的低频插针32。
41.在本实施例中，所述的射频弹性探针22、辅助接地弹性探针24以及低频弹性探针31采用了毛纽扣弹性接触件作为达到可靠接触的传输介质，在实际应用中还可采用弹簧探针、导电胶垫、异形弹性针等多种带弹性接触的垂直互联方式。
42.本实施例中，只采用了一处射频微波检测体2做为示例描述，实际上可以采用多个射频微波检测体2分布；此外，射频微波检测体2以及低频微波检测体3的位置、间距布局也只作为示意给出，并不能作为实际布局限定。
43.针对特殊的被测芯片布局，如更密集的间距，面板11可以和上外导体211制成一体件，采用工程塑料材质，并使用较短、较细的毛纽扣弹性接触件及采用数量更多的射频接地以减少射频传输损耗；另外，针对一些低频集中分布的芯片布局，面板11和上外导体211也可以采用整块金属制成，但是低频弹性探针31部位的外围材料需要变成绝缘材质，并形成新的独立嵌件。
44.如图1、2和4所示，所述测试底座外设有壳体13，所述面板11与底板12均设于所述壳体13内，所述壳体13下方设有底壳14，所述底壳14上设有射频检测接口15，所述射频内导体26通过所述射频电缆25与所述射频检测接口15导电连接；所述底壳14上还设有低频检测接口16，所述低频插针32下部设有插孔33，所述插孔33可与所述低频检测接口16通过低频导线34导电连接。
45.在被实施例中，底壳14内部挖空形成空腔，用于容纳射频电缆25及低频导线34等部件，其底部开口使用底盖141覆盖。
46.在本实施例中，所述低频检测接口16采用了j30j微矩形电连接器，实际可使用j63a、j30型等其它类型的电连接器；扩展的，可进一步的在底壳14与底盖141形成的空腔内安放控制电路板，用于优化低频电源的稳定性和控制信号的波形。
47.如图1～3所示，所述壳体13的上部还设有上盖17，所述上盖17与壳体13通过卡扣18活动连接。
48.如图1～4所示，所述上盖17上与被测对象4对应的部位开设有通孔观察窗171，所述通孔观察窗171内设有用于压紧被测对象4的活动螺钉19。
49.在本实施例中，上盖17与壳体13通过双侧卡扣18活动连接，可扩展的使用一侧轴固定，另一侧通过卡扣18活动连接的翻盖结构。
50.本实用新型的工作原理：
51.本实用新型在使用时，首先，人工松开活动螺钉19，用手夹持卡扣18，将上盖17从测试底座1上卸下来，然后，将待测试芯片放入壳体15中间的方形限位框内组成被测对象4，再将上盖17重新盖到测试底座1上，然后，旋上活动螺钉19压紧被测对象4，此时，待测试芯片底面的焊盘会压缩弹性接触件(弹性接触件为射频弹性探针22、辅助接地弹性探针24以及低频弹性探针31)，弹性接触件在受压缩的状态下会提供反作用力，保证电信号从待测试芯片的焊盘稳定的传输到相应的接口，最后，将射频检测接口15和低频检测接口16接到相应的仪器上(比如信号分析仪、电流、频谱仪、矢量网络分析仪)，即可进行相应的测试。
52.测试完成后，打开上盖17，取下待测试芯片，更换下一个待测试芯片，即可测试下一个芯片。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。