一种用于静电测试的监测装置及静电测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及cdm(charged device model，充电器件模型)测试技术领域，具体地涉及一种用于静电测试的监测装置及静电测试系统。


背景技术：

2.在对集成电路静电测试中，通常采用cdm进行测试。在cdm测试过程中，需要先把静电泄放弹性针(pogo pin，带弹簧的可伸缩测试针)进行初步调试，通过移动cdm测试设备的控制按钮，让静电泄放弹性针跟被测试芯片某个被测管脚产生良好接触并对当前调整好的位置进行标记，然后移开静电泄放弹性针，开始对被测芯片上下侧的金属板施加高压，让金属板内部产生均匀电场，从而对芯片进行充电，然后静电泄放弹性针通过再次回到最初设定的位置跟被测试芯片的某个管脚接触并产生放电，从而完成一次cdm测试。
3.当前，在cdm测试过程中静电泄放弹性针和被测芯片被测管脚的初步调试环节，主要通过被测芯片附近的视频图像的监控画面来判断静电泄放弹性针和被测芯片的被测管脚是否已经精确接触。考虑到监控摄像头容易受被测样品的大小、材质、形状以及测试角度的影响，所监控画面往往不是非常清晰，导致无法准确判断是否恰好接触。因此会导致两个后果，第一个后果是实际上未能接触上，也就没法进行后续正常放电测试，下一步还需重新调整接触位置；第二个后果是接触过紧，静电泄放弹性针压缩幅度超出了弹簧的可压缩能力，导致弹性针失去弹性，过大压力可把弹性针压断或压变形，这种情况需重新更换静电泄放弹性针。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的是提供一种用于静电测试的监测装置及静电测试系统，用于解决上述存在的技术问题。
5.第一方面，本实用新型提供一种用于静电测试的监测装置，所述监测装置包括：采集模块，与用于静电测试的静电泄放弹性针连接，用于在对所述静电泄放弹性针进行测试位置调试的过程中，采集所述静电泄放弹性针与被测试物体的接触压力，并生成对应的压力信号；控制模块，与所述采集模块连接，用于接收所述压力信号，并根据所述压力信号确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触状态，以及生成对应于不同接触状态的不同控制指令；以及告警模块，与所述控制模块连接，用于响应于所述控制指令而进行告警提示。
6.优选地，所述采集模块为电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器中的任意一种。
7.优选地，所述控制模块包括：数据处理单元，用于从所述采集单元获取所述压力信号，并对所述压力信号进行信号处理，以得到相应的压力值；指令生成单元，用于比较所述压力值与预设阈值，并根据比较结果确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触状态，以及生成与所确定的接触状态相对应的控制指令。
8.优选地，若所述压力值小于或者等于所述预设阈值，则所述指令生成单元确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于正常接触状态，并生成显示所述正常接触状态的第一控制指令；或者若所述压力值大于所述预设阈值，则所述指令生成单元确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于接触过密状态，并生成显示所述接触过密状态的第二控制指令。
9.优选地，所述指令生成单元还用于：在所述数据处理单元未能从所述采集单元获取所述压力信号时，确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于未接触状态，则生成显示所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于所述未接触状态的第三控制指令。
10.优选地，所述告警模块包括：显示设备，用于通过显示所述静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触状态来进行告警提示；和/或扬声器，用于通过发出不同的告警提示音来进行告警提示。
11.优选地，所述监测装置还包括放大模块，其连接于所述采集模块和所述控制模块之间，用于对所述采集模块所生成的压力信号放大处理，并将放大后的压力信号传输至所述控制模块。
12.通过上述监测装置，实时监测静电泄放弹性针与被测试物体的接触状态，对相应的接触状态采取告警提示，精准定位静电泄放弹性针的测试位置，保证静电泄放弹性针与被测试物体有效接触。
13.第二方面，本实用新型还提供一种静电测试系统，包括第一方面或者第一方面任意一项所述的用于静电测试的监测装置和采用充电器件模型的测试装置，其中所述测试装置包括静电泄放弹性针，与所述监测装置连接。
14.优选地，所述测试装置还包括静电场感应底板、静电感应接地板、高压电源以及切换开关，用于采用不同测试模式电路对被测试物体进行静电测试。
15.通过在上述静电测试系统中配置监测装置，监测静电泄放弹性针与被测试物体的接触状态，提高静电测试的准确性和可靠性，同时减少静电泄放弹性针的损坏，有效提高静电测试的效率性。
16.本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
18.图1是根据一示例性实施例示出的一种用于静电测试的监测装置示意框图；
19.图2是根据一示例性实施例示出的一种电阻应变片电路示意图；
20.图3是根据一示例性实施例示出的一种用于静电测试的监测装置示意框图；
21.图4是根据一示例性实施例示出的一种控制模块示意框图；
22.图5是根据一示例性实施例示出的一种静电测试系统示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
24.图1是根据一示例性实施例示出的一种用于静电测试的监测装置示意框图。如图1所示，监测装置10包括采集模块101，与用于静电测试的静电泄放弹性针连接，用于在对所述静电泄放弹性针进行测试位置调试的过程中，采集所述静电泄放弹性针与被测试物体的接触压力，并生成对应的压力信号；控制模块102，与所述采集模块101连接，用于接收所述压力信号，并根据所述压力信号确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触状态，以及生成对应于不同接触状态的不同控制指令；以及告警模块103，与所述控制模块102连接，用于响应于所述控制指令而进行告警提示。
25.举例而言，在静电测试放电过程中，需要静电泄放弹性针与被测试物体有效接触，被测试物体的静电才可以经由与之接触的静电泄放弹性针释放到外部。为了能精确获知静电泄放弹性针与被测试物体是否有效接触，本公开实施例将采集模块101与静电泄放弹性针连接，例如与静电泄放弹性针的弹簧连接，实时采集由于静电泄放弹性针与被测试物体接触而导致弹簧变形所产生的应力。根据力学原理可知，该弹簧所产生的应力与静电泄放弹性针和被测试物体之间的接触压力相关联。进一步，控制单元102根据采集模块101获取的接触压力，确定静电泄放弹性针与被测试物体的接触状态，进而通过告警模块103针对确定的接触状态发出告警提示。因此，通过该监测装置可以精准调试静电泄放弹性针的测试位置，避免测试位置不当导致无法进行静电测试或者导致静电泄放弹性针损坏的问题的发生。
26.在一优选实施例中，采集模块为电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器中的任意一种。
27.具体来讲，如上述示例所提到的本公开实施例的采集模块是静电泄放弹性针的弹性部分相连接，采集弹性部分变形所产生的应力。因此，本公开实施例的采集模块优选采用应变式压力传感器，该类型压力传感器包括感知部件，感知部件能够将本身机械构件上的应变变化转换为相应的部件参数变化，进而采集到压力信号。下面以电阻应变片压力传感器来举例说明。电阻应变片压力传感器的感知部件为电阻应变片，为用于测量应变的元件。该电阻应变片与静电泄放弹性针的弹簧部分相连接。当静电泄放弹性针与被测试物体接触，弹簧发生变形产生应力，随之电阻应变片本身的机械构件发生变形，进而导致电阻应变片的电阻值发生相应的变化。进一步的，根据电阻值变化与压力信号的对应关系，生成相应的压力信号。本公开实施例中的电阻应变片优选采用直径为0.02-0.05mm镍铬丝或者康铜丝绕成栅状夹在两层绝缘薄片中制成，并且用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻应变片引线。电阻应变片的电路结构可以为多种形式。图2是根据一示例性实施例示出的一种电阻应变片电路示意图，如图2所示，电阻应变片采用电桥电路结构，其中一端从图2中1点处引出引线，且串联电阻r2，对应输出为inn端口，其中电阻r2的阻值优选为200ω。另一端则通过图2中的3点处引出另一条引线，且串联电阻r3，对应输出为inp端口，其中电阻r3的阻值优选为200ω。在输出端口的5点和6点处之间并联一滤波电容，该滤波电容的容值优选为0.1uf。通过图2中inn和inp端口则可以检测基于电阻值变化所产生的电压值变化，进而使
得压力传感器获取其电压值变化并生成相应的压力信号。
28.承接上面示例，由于本公开实施例采用应变式压力传感器采集静电泄放弹性针与被测试物体之间的接触压力，由于感知元件形变有限，产生的压力信号较弱。图3是根据一示例性实施例示出的一种用于静电测试的监测装置示意框图。如图3所示，本公开实施例的监测装置10还可以包括放大模块104，该放大模块104连接于所述采集模块101和控制模块102之间，用于对采集模块101所传输的压力信号进行放大处理，并将放大后的压力信号传输控制模块102。该放大模块104优选采用放大器，放大器的输入端与压力传感器的输出端相连，用于接收压力传感器的压力信号，放大器的输出端与控制模块的输入端相连，用于将放大后的压力信号传输至控制模块进行处理。通过该放大模块的放大处理，可以增强采集模块获取到的压力信号，使得控制模块可以获取更为精准的压力值，避免其他信号的干扰。
29.在一优选实施例中，图4是根据一示例性实施例示出的一种控制模块示意框图。如图4所示，控制模块102包括数据处理单元1021，用于从所述采集单元对所述压力信号，并对所述压力信号进行信号处理，以得到相应的压力值；指令生成单元1022，用于比较所述压力值与预设阈值，并根据比较结果确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触状态，以及生成与所确定的接触状态相对应的控制指令。
30.举例而言，一方面，由于采集单元所获取到压力信号为模拟信号，数据处理单元则可以优选采用ad转换芯片对压力信号进行模数转换处理，以得到相应的数字信号，即静电泄放弹性针与被测试物体接触所产生的压力值。另一方面，数据处理单元还可以对获取到的压力值采用滑动均值的处理方式，例如，数据处理单元对设定的时间周期内获取到的多个压力值采用滑动均值计算，并将计算得到的压力值传输至指令生成单元，以用来防止由于某次获取到的压力值异常而使得指令生成单元生成错误的控制指令。
31.进一步的，指令生成单元根据比较结果确定静电泄放弹性针与被测试物体的接触状态，以及生成与所确定的接触状态相应的控制指令。具体包括：若所述压力值小于或者等于所述预设阈值，则所述指令生成单元确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于正常接触状态，并生成显示所述正常接触状态的第一控制指令；或者若所述压力值大于所述预设阈值，则所述指令生成单元确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于接触过密状态，并生成显示所述接触过密状态的第二控制指令。其中，预设阈值可以在实际应用中根据静电泄放弹性针的受力特性，或者是测试要求预先设置在指令生成单元中。在压力值小于或者等于预设阈值时，可以理解为静电泄放弹性针在该压力条件下所处的测试位置即为可以进行静电测试的正确位置，且在该测试位置时，静电泄放弹性针不会因为与被测试物体的接触压力造成损坏。而在压力值大于预设阈值时，可以理解为若静电泄放弹性针若处于该压力条件的测试位置下，则会产生因为接触压力多大造成损坏的风险。因此，通过上面的实施例可以看出，指令生成单元通过对压力值的比较确认静电泄放弹性针与被测试物体的接触状态，并且生成与接触状态的控制指令，进而精确定位静电泄放弹性针用于静电测试的测试位置。
32.在另一优选实施例中，指令生成单元还用于在所述数据处理单元未能从所述采集单元获取所述压力信号时，确定所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于未接触状态，则生成显示所述静电泄放弹性针与所述被测试物体处于所述未接触状态的第三控制指令。当所述数据处理单元未能从所述采集单元获取到所述压力信号时，则说明采集单元并未采
集到静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触压力，因而确定静电泄放弹性针与被测试物体并未接触。当静电泄放弹性针处于该测试位置时，虽然不会对静电泄放弹性针造成损坏，但是由于静电泄放弹性针未能与被测试物体有效接触，但是无法在测试位置下对被测试物体进行静电测试。因此，指令生成单元则生成显示静电泄放弹性针与所述被测试物体处于未接触状态的控制指令，以使得告警模块发出相应的告警提示。
33.可以看出，本公开的指令生成单元可以根据不同的比较结果，生成不同的控制指令，不同的控制指令则分别对应不同的接触状态。因此，告警模块则根据不同的控制指令对不同的接触状态采取不同的告警提示。
34.在一优选实施例中，告警模块包括显示设备，用于通过显示所述静电泄放弹性针与所述被测试物体的接触状态来进行告警提示；和/或扬声器，用于通过发出不同的告警提示音来进行告警提示。例如，显示设备优选采用液晶显示屏，当告警模块接收到显示接触过密状态的第二控制指令时，液晶显示屏上则显示“接触过密”的文字提示，以提示测试人员及时调整静电泄放弹性针的测试位置，以免对静电泄放弹性针造成损坏。同时还可以通过扬声器发出一定频率的告警提示音的方式来进行告警提示。若告警模块模块接收到显示未接触状态的第三控制指令时，则液晶显示屏上显示“未接触”的文字提示，同时扬声器发出另一频率的告警提示音，来提示测试人员静电泄放弹性针与被测试物体未接触，以使得测试人员可以确定静电泄放弹性针处于该测试位置下无法用于静电测试。本公开实施例中，可以针对不同的接触状态设置不同形式的告警提示音。通过告警模块的告警提示，测试人员可以及时调整静电泄放弹性针的测试位置，以便于对测试位置的精确定位，避免静电泄放弹性针的损坏。
35.通过上述示例可以看出，本公开实施例通过获取静电泄放弹性针与被测试物体之间的接触压力，并确定二者之间的接触状态并生成相应的控制指令，进而定位静电泄放弹性针的测试位置。相比现有采用监控摄像头的方式，可以更为精准的确定静电泄放弹性针与被测试物体的接触状态，且不受被测试物体的规格、测试角度以及测试环境的影响，有效的解决了由于未接触导致无法正常静电测试的问题以及接触过密导致静电泄放弹性针损坏的问题。
36.相应的，图5是根据一示例性示出的一种静电测试系统示意图。如图5所示，该静电测试系统包括用于静电测试的监测装置10以及采用充电器件模型的测试装置20。测试装置20包括静电泄放弹性针，该静电泄放弹性针与监测装置10连接，即与图5中监测装置10所包含的压力传感器连接。监测装置10包括压力传感器、放大器、微处理器和液晶显示器，通过监测静电泄放弹性针与被测试物体的接触压力，调试定位静电泄放弹性针的测试位置，以使得测试装置20可以对被测试物体进行有效的静电测试。有关测试位置的调试参照上述实施例，在此不再过多赘述。
37.如图5中所示，本公开的测试装置20还包括静电场感应底板、静电感应接地板以及高压电源。其中，静电场感应底板上附有绝缘层，用于放置被测试物体(图5中的被测芯片)，将被测试物体置于绝缘层上可以避免被测物体表面的静电荷被泄放到静电场感应底板。静电感应接地板置于静电场感应板的上方，并与高压电源连接。所述静电感应接地板与所述静电场感应底板之间能够产生高压电场，以使得所述被测试物体表面产生静电。例如，当图5中的切换开关k1连接至左侧连接点时，静电感应接地板与高压电源、充电电阻和静电场感
应底板形成充电模式电路。此时，高压电源产生例如500v的高压，使得静电感应接地板和静电场感应底板之间产生500v的高压电场，从而被测试物体在高压电场下在其表面产生静电荷，实现对被测试物体的充电。
38.而当切换开关k1连接至右侧连接点时，静电感应接地板与高压电源断开连接，此时测试装置形成放电电路。静电泄放弹性针通过弹性针运动控制模块的控制与被测试物体(图5中的被测芯片)进行接触。当静电泄放弹性针运动到经过调试的测试位置时，被测物体表面的静电荷通过静电泄放弹性针进行泄放，其中一部分静电荷通过图5中的接地电阻泄放到地。而另一部分静电荷通过图5中的同轴电缆泄放到示波器，其中，接地电阻的阻值优选为1ω，同轴电缆的阻值优选为50ω。
39.本公开实施例的静电测试系统，通过配置与测试装置连接的监测装置，在对被测物体进行静电测试之前，精准调试用于静电测试的静电泄放弹性针的位置，提高对被测物体静电测试的可靠性，保证静电测试的有效执行，避免在静电测试过程中由于测试位置不当造成的静电泄放弹性针损坏问题。
40.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
41.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。