测试装置和方法与流程

1.本公开涉及测试技术领域，特别涉及一种测试装置和方法。


背景技术：

2.电子产品中有很多焊点，如芯片(ic)中晶元与基板(substrate)的焊点，印刷线路板(pcb)的主板与各器件的焊点等，这些焊点具体可为受控折叠芯片互连焊点(c4 bump)、球栅阵列封装焊球(bga ball)等形式。
3.随着时间的推移(老化)，焊点可能因为电迁移等而失效，进而影响电子产品的性能，因此焊点的老化性能对电子产品的封装可靠性、板级可靠性等均有重要影响。为对焊点进行老化测试，可通过加热等方式加速其老化，以获取批次焊点的特征寿命、过电流极限等可靠性指标。
4.但目前还不能实现操作便捷、输出稳定、测量精度高的焊点老化测试。


技术实现要素：

5.本公开提供一种焊点老化测试的装置和方法。
6.第一方面，本公开实施例提供一种测试装置，其包括：
7.具有多个安装位的连接电路，每个所述安装位用于连接一个样品；
8.检测单元，其用于检测所述样品；
9.控制单元，其用于控制所述检测单元检测样品。
10.在一些实施例中，所述测试装置还包括：
11.电源单元，其用于为所述连接电路供电；
12.所述控制单元还用于控制电源单元为连接电路供电。
13.在一些实施例中，所述电源单元包括恒流电源。
14.在一些实施例中，所述控制单元还用于控制恒流电源的输出电流。
15.在一些实施例中，所述控制单元用于根据样品的数量控制恒流电源的输出电流。
16.在一些实施例中，所述控制单元用于在电源单元供电时，控制所述检测单元与连接电路断开。
17.在一些实施例中，所述控制单元用于在检测单元检测时，控制所述电源单元与连接电路断开。
18.在一些实施例中，所述检测单元用于检测样品的电阻。
19.第二方面，本公开实施例提供一种测试方法，其中，包括：
20.将样品连接到上述的测试装置的安装位上；
21.用所述测试装置对样品进行测试。
22.本公开实施例中，可通过测试装置自动的实现测试，不需人的干预，也不受人的影响，从而可实现操作便捷、输出稳定、测量精度高的测试。
附图说明
23.在本公开实施例的附图中：
24.图1为本公开实施例提供的一种焊点老化测试的装置的组成框图；
25.图2为本公开实施例提供的一种焊点老化测试的装置的电路结构示意图；
26.图3为本公开实施例提供的一种焊点老化测试的方法中各时段各结构的状态示意图；
27.图4为本公开实施例提供的一种焊点老化测试的方法中老化阶段和检测阶段各开关的状态示意图；
28.图5为本公开实施例提供的一种焊点老化测试的方法的流程图；
29.图6为本公开实施例提供的另一种焊点老化测试的方法的流程图。
具体实施方式
30.为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开实施例提供的焊点老化测试的装置和方法进行详细描述。
31.在下文中将参考附图更充分地描述本公开，但是所示的实施例可以以不同形式来体现，且本公开不应当被解释为限于以下阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
32.本公开实施例的附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与详细实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细实施例进行描述，以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见。
33.本公开可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。
34.在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
35.本公开所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本公开所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。如本公开所使用的单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。如本公开所使用的术语“包括”、“由
……
制成”，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
36.除非另外限定，否则本公开所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本公开明确如此限定。
37.本公开不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不是旨在限制性的。
38.第一方面，参照图1至图4，本公开实施例提供一种焊点老化测试的装置。
39.本公开实施例的焊点老化测试的装置用于对样品中的焊点的老化性能进行测试，以对焊点电迁移可靠性进行寿命和过电流能力评估，或是实现对焊点电迁移可靠性的日常监控，或是对样品的质量进行检测等。
40.参照图1、图2，本公开实施例的焊点老化测试的装置包括：
41.电路单元，其包括加热器和具有多个安装位t的连接电路，每个安装位t用于连接一个具有焊点的样品，加热器用于加热样品；
42.电源单元，其用于为连接电路供电，以使样品中产生电流而焊点老化；
43.检测单元，其用于检测样品的电性能，以对其中的焊点进行老化测试；
44.控制单元，其用于在装置处于老化阶段时控制电源单元为连接电路供电，并在装置处于检测阶段时控制检测单元检测样品的电性能。
45.其中，样品是含有至少一个焊点的、需要被测试的对象(dut，device under test)，其可为芯片、印刷线路板等实际的电子产品，也可为专门用于进行测试的测试品，或者是用于将实际电子产品装入其中的测试模块等。
46.本公开实施例的焊点老化测试的装置包括电路单元，电路单元中有预设的连接电路(如印刷线路板形式的测试板，其可设于载台上)，连接电路中有多个用于连接样品的安装位t；样品被连接到安装位t时被载台支撑，且相当于组成连接电路的一部分。
47.其中，安装位t连接样品的具体形式可以是多样的，如可连接样品原有的输入端、输出端，或连接样品的专用的测试端，或直接连接在样品的某个特定位置等，只要能保证样品在电学上接入连接电路中，且电流可流过样品的焊点即可。
48.电路单元中还包括至少能对设于安装位t上的样品进行加热的加热器，从而可在老化阶段按照需求向样品施加一定的温度应力，加速其中的焊点老化。例如，以上测试板和载台都可设于烘箱(加热器)中。
49.其中，电路单元只要能提供具有安装位t的连接电路，并对连接电路中的样品进行加热即可，其不限于以上测试板、载台、烘箱的形式。
50.电源单元则用于为连接电路供电，从而使连接在其中的样品中有电流流过，通过施加预设的电流应力加速焊点老化。
51.由此，通过加热器和电源单元的共同作用，可在较短时间内模拟样品中的焊点在长时间的自然使用下的老化过程。
52.检测单元则用于在老化后的检测阶段中，检测样品的电性能，该电性能自然也反映了样品中的焊点的性能，即检测单元可检测样品中的焊点在经过老化后的性能，也就是进行老化测试。
53.控制单元则用于控制其它单元，从而按照预设的流程进行老化阶段和检测阶段等。
54.其中，控制单元具体可为“终端”，其中可存储有预先设置的测试条件、控制信号等，可向其它单元发出控制信号，接收其它单元反馈的数据，并对数据进行处理(如分析检测数据而得出检测结果)、输出(如显示或发送检测结果)等。
55.其中，参照图1，以上电路单元、电源单元、检测单元、控制单元等均可与总线(如控制总线)连接，从而控制单元可通过总线向其它单元发送控制信号，并接收其它单元反馈的数据。
56.其中，控制单元只要能实现与电路单元、电源单元、检测单元的双向数据通信即可，其而不必须采用总线通信(如也可通过无线通信)。
57.本公开实施例中，具有焊点的样品可被安装在电路单元的连接电路(如测试板)
中，并被加热器(如烘箱)加热，同时通过电源单元供电产生电流以加速老化，检测单元则检测样品以确定其中焊点老化后的性能，完成焊点老化测试；而且，整个测试过程均在控制单元(如终端)的控制下自动实现，不需人的干预，也不受人的影响，从而可实现操作便捷、输出稳定、测量精度高的焊点老化测试。
58.在一些实施例中，电源单元包括多路恒流电源；控制单元用于在装置处于老化阶段时控制多路恒流电源的输出电流。
59.以上电源单元可为多路恒流电源，从而可根据连接电路中需要进行老化的样品的形式、数量等提供稳定的电流，使各个样品均可获得所需的、稳定的电流，受到所需的电流应力。
60.其中，电源单元也可为其它形式的恒流电源，或为恒压电源，或为其它电源。
61.在一些实施例中，检测单元用于检测样品的电阻。
62.以上检测单元可为用于检测样品的电阻值的电阻检测设备，因为当焊点发生电迁移而失效时，往往电阻会产生明显的变化，故可通过检测电阻实现老化测试。
63.其中，检测单元也可用于对电压、电流等其它电性能进行检测，只要其检测到的样品的电性能可体现其中焊点的老化情况即可。
64.在一些实施例中，控制单元用于控制装置交替处于老化阶段和检测阶段。
65.参照图3、图4，可以是在每持续一定时间的老化阶段后，进行一次检测阶段，之后继续老化阶段，并依次类推。从而，若在某个检测阶段第一次发现某个样品的焊点失效，则可确定该焊点就是在之前的那个老化阶段中失效的，从而比较准确的确定各个样品中的焊点因老化而失效的时间。
66.例如，可以交替进行以上老化阶段和检测阶段，直到某个检测阶段中发现所有样品都已失效(或者达到最大的预设老化时间)，则结束本次测试，并确定样品(如一个批次的电子产品)失效时间的分布状况。
67.其中，老化阶段和检测阶段的具体设置方式不限于此。例如，也可以是在老化阶段持续较长的预定时间后，仅进行一次检测阶段，以该检测阶段中未失效的样品为合格，失效的为不合格，之后即结束本次测试。
68.在一些实施例中，控制单元用于在装置处于老化阶段时，控制检测单元与连接电路断开；
69.控制单元用于在装置处于检测阶段时，控制电源单元与连接电路断开。
70.参照图3，在老化阶段中，电源单元为连接电路供电，而检测单元可与连接电路断开(不检测)；而在检测阶段中，当检测单元进行检测时，电源单元可与连接电路断开(不供电)。
71.其中，老化阶段与检测阶段中各单元的连接也不限于以上形式。例如，也可以是检测单元在电源单元为连接电路供电的同时，进行检测(这样检测阶段同时也是老化阶段)。
72.在一些实施例中，连接电路包括多个并联的连接支路，每个连接支路设有串联的安装位t和连接开关s；
73.多个并联的连接支路通过电源支路连接电源单元，电源支路设有电源开关k1；多个并联的连接支路通过通过检测支路连接检测单元，检测支路设有检测开关k2；
74.控制单元用于控制连接开关s、电源开关k1、检测开关k2。
75.参照图2，作为本公开实施例的一种具体形式，以上连接电路可包括多个并联的连接支路，每个连接支路设有一个安装位t(用于连接样品)和控制该连接支路通断的连接开关s；而所有并联的连接支路，通过电源开关k1、检测开关k2分别连接电源单元、检测单元。
76.例如，可参照图2，各连接支路一端直接连接电源单元和检测单元(如连接它们的一极)，另一端则通过电源开关k1、检测开关k2连接分别连接电源单元、检测单元(如连接它们的另一极)。
77.由此，通过控制电源开关k1、检测开关k2，即可控制电源单元、检测单元是否与连接电路相连，也就是控制是进行检测还是进行老化；而通过控制各连接开关s，可确定哪些样品处于通路中，也就是确定对哪些样品进行老化、检测。
78.在一些实施例中，控制单元用于在装置处于老化阶段时，控制所有具有待测的样品的连接支路的连接开关s导通，控制电源开关k1导通，控制检测开关k2关断；
79.控制单元用于在装置处于检测阶段时，控制具有待测的样品的连接支路的连接开关s导通，控制电源开关k1关断，控制检测开关k2导通。
80.其中，在当前处于连接电路的所有样品中，可能并不是所有样品都需要进行检测，比如若某样品在之前的检测中已经被发现失效，则其后续就不需要被再次检测了，或者，若有的样品是为了实现电流平衡等而装入连接电路的，则其也不需被检测；而在除去各种在之后实际不再需要被检测样品后，剩余的在本次测试的后续阶段仍需要被检测的样品为“待测的样品”。
81.参照图3、图4，在老化阶段时，可以是控制电源开关k1导通而检测开关k2关断(故检测单元与连接电路断开)，同时控制需要进行老化的样品(待测的样品)所在的连接支路的连接开关s导通，从而对选定的样品进行老化。
82.在检测阶段时，可以是控制检测开关k2导通而电源开关k1关断(故电源单元与连接电路断开)，而控制需要进行检测的样品(待测的样品)所在的连接支路的连接开关s导通，从而对选定的样品进行检测。
83.在一些实施例中，控制单元用于在装置每次处于检测阶段时，控制所有具有待测的样品的连接支路的连接开关s轮流逐一导通。
84.参照图4，可以是在每个检测阶段中，控制当前需要进行检测的所有样品(待测的样品)所在的连接支路的连接开关s轮流逐一导通，即同时只有一个连接开关s导通，且在该检测阶段中所有对应待测的样品的连接开关s均导通一次；从而，在每个检测阶段中，可实现对所有待测的样品的逐一检测。
85.在一些实施例中，控制单元用于在检测出任意样品的焊点失效后，持续关断其所在连接支路的连接开关s。
86.当某个检测阶段中，检测出某样品的焊点失效后，则后续可不再对其进行检测，故控制单元可控制该样品所在的连接支路的连接开关s持续关断(直到开始下一次测试)，既不再对其进行老化，也不再对其进行检测。
87.当然，以上各开关的具体控制方式可有不同。
88.例如，可以是在某个检测阶段中，仅对部分样品进行检测(故仅有部分待测的样品对应的连接开关s导通)；或者，也可以是同时对多个样品进行检测(故这些样品对应的多个连接开关s同时导通)；或者，也可以是在多个样品的整体检测数据(如总电阻)有异常时(即
多个样品中可能有失效的样品)才进一步对其中各样品进行单独检测(即确定具体的失效样品)；或者，也可以是在某样品的焊点失效后，继续对其进行老化和检测等。
89.第二方面，参照图1至图6，本公开实施例提供一种焊点老化测试的方法。
90.本公开实施例的焊点老化测试的方法使用以上的焊点老化测试的装置进行，参照图5，所述方法包括：
91.s101、将具有焊点的样品连接到上述的焊点老化测试的装置的安装位t上。
92.s102、用焊点老化测试的装置对样品中的焊点进行老化测试。
93.本公开实施例的焊点老化测试的方法可保证测试的操作便捷、输出稳定、测量精度高。
94.参照图6，本公开实施例的方法具体可包括：
95.s201、样品安装。
96.将需要测试的各样品安装在测试板(连接电路)的各安装位t上，将测试板置于烘箱(加热器)中的载台上。
97.s202、参数配置。
98.在终端(控制单元)的交互界面，输入老化测试的条件，如升温速率、保温温度(温度应力)、降温速率、施加给样品的电流(电流应力)、样品个数、老化阶段次数、每个老化阶段的预设时长、样品失效判据(如电阻达到多少为失效)等。
99.s203、测试开始。
100.在终端的交互界面启动测试。
101.s204、升温。
102.参照图3，终端通过总线输出控制信号1(图中用“信号1”表示)，控制烘箱按照设置的温速率温升，直至达到保温温度。
103.s205、老化阶段。
104.参照图3、图4，终端通过总线输出控制信号2(图中用“信号2”表示)，控制多路恒流电源(电源单元)开启，电源开关k1导通，检测开关k2关断，各待测的样品所在的连接支路的连接开关s导通，从而电流流过各待测的样品，样品中的焊点在电流应力和温度应力的作用下加速老化。
105.s206、检测阶段开始。
106.参照图3、图4，老化阶段持续预设时长后，终端通过总线输出控制信号3(图中用“信号3”表示)，控制电源开关k1关断，检测开关k2导通，电阻检测设备(检测单元)与连接电路相连，所有连接开关s暂时关断。
107.s207、检测阶段。
108.参照图4，终端控制各待测的样品所在的连接支路的连接开关s逐一导通，即同时只有一个连接开关s导通，且所有待测的样品所在的连接支路的连接开关s均导通一次。
109.每个连接支路的连接开关s导通时，电阻检测设备检测该连接支路上的样品的电阻，并记录对应的电阻值。
110.其中，图4中“s”后边“()”中的数字，表示连接开关s的编号，即总共有n个连接开关s。
111.其中，参照图4，为保证检测的稳定，在切换导通的连接开关s时，之间可有短暂的
时间各连接开关s同时关断(即前一个连接开关s关断一定时间后下一个连接开关s再导通)。
112.s208、检测阶段结束。
113.参照图4，在完成对当前所有待测的样品的检测后，终端控制检测开关k2和所有连接开关s均关断。
114.s209、反馈判断。
115.电阻检测设备将本次检测到的各电阻值和预设的失效标准比对，确定出新失效(即在本次检测中首次发现其失效)样品，并将新失效的样品的信息(样品在测试板上的位置，样品失效的时间)反馈回终端。
116.终端将新失效的样品从待测的样品中排除，控制该样品所在连接支路的连接开关s在本次测试的后续过程中一直保持关断。
117.例如，参照图4，其中s(2)(即第二个连接开关s)对应的样品在第二个检测阶段中被发现失效，从而该第二个连接开关s在后续就也不再导通。
118.终端判断是否所有样品均失效：若否则返回步骤s205，若是则进入下一步。
119.s210、降温。
120.所有样品均失效后，参照图3，终端再次发出控制信号1，控制烘箱按照预设的降温速率降温。
121.s210、结果输出。
122.终端记录并处理所接收的检测数据，输出测试结果的报告表。
123.其中，以上方法中的很多具体步骤可进行改变。
124.例如，在检测阶段的前后，以及在切换导通的连接开关s时，先将所有连接开关s关断是为保持系统稳定，但若没有该所有连接开关s同时关断的过程也是可行的；再如，也可以是每次检测阶段均是在室温进行的，从而在每次检测阶段前还要降温(相应每个老化阶段前也均要升温)；再如，电阻检测设备也可直接将所有检测数据(电阻值)发给终端，由终端判断哪些样品失效，并记录所有样品具体的电阻值等。
125.本公开已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。