CN116736089A - 芯片高低温可靠性测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及芯片测试技术领域，具体涉及一种芯片高低温可靠性测试设备及方法。设备包括温控装置、顶板、电路板以及连接于顶板与温控装置之间的升降杆和伸缩返流管；温控装置的顶面开设有若干第一气流口；顶板的底面开设有若干第二气流口，顶板的内部开设有气流通道；电路板其中一面的面板上设有若干用于放置待测芯片的安装槽，安装槽与第二气流口适配；安装槽的槽底壁开设有气孔；所述电路板的另一面上与安装槽所在位置相对应处设有与所述第一气流口相适配的对接口；电路板上预先焊接有测试所需的连接线路以及测试板卡。采用该装置可延长测试板卡的使用寿命，并实现批量准确的高低温可靠性测试。

Description

芯片高低温可靠性测试设备及方法

技术领域

本申请涉及芯片测试技术领域，具体涉及一种芯片高低温可靠性测试设备和一种芯片高低温可靠性测试方法。

背景技术

对于高速信号存储芯片的高低温可靠性测试，现有技术中，主要分为两类测试方式，一类是基于热流罩进行单颗芯片测试，此类方式极大的限制了单次测量的芯片数量，耗时过长、效率底下；另一类是基于环境温度试验箱对芯片进行批量测试，为保证信号传递的可靠性，在测试过程中通常需要将测试板卡和被测试芯片一起放入环境温度试验箱中进行测试。而如此操作会导致测试板卡经历与被测芯片相同的恶劣温度环境，会加速测试板卡上测试系统的老化失效进程，造成浪费资源。另外，老化的测试板卡也会影响到测试结果的准确性。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种芯片高低温可靠性测试设备及方法，以延长测试板卡的使用寿命，并实现批量准确的高低温可靠性测试。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种芯片高低温可靠性测试设备，所述设备包括温控装置、顶板以及连接于顶板与温控装置之间的升降杆和伸缩返流管，所述升降杆可带动顶板靠近或远离所述温控装置；所述温控装置面向所述顶板的一面开设有若干第一气流口；所述顶板面向所述温控装置的一面开设有若干第二气流口，所述顶板的内部开设有用于连通第二气流口和所述伸缩返流管的气流通道；所述设备还包括电路板，所述电路板其中一面的面板上设有若干用于放置待测芯片的安装槽，所述安装槽与所述第二气流口相适配；所述安装槽的槽底壁开设有气孔；所述电路板的另一面上与安装槽所在位置相对应处设有与所述第一气流口相适配的对接口；所述电路板上预先焊接有测试所需的连接线路以及测试板卡，或所述电路板上预先焊接有测试所需的连接线路以及用于容纳测试板卡的凹槽；所述温控装置用于提供满足待测芯片测试温度的气流，所述温控装置提供的气流能够依次经第一气流口和气孔送至安装槽内。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述设备包括多片电路板，多片电路板层层堆叠，邻层电路板中的上层电路板的对接口与下层电路板的安装槽适配卡接。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述安装槽与待测芯片相适配，呈圆形或矩形。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述对接口以及所述安装槽的槽底壁和侧壁均由绝缘材料制成。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述对接口以及所述安装槽的槽底壁和侧壁均由透明材料制成。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述温控装置用于同时提供至少三个温度段的气流，不同温度段的气流分别由不同的第一气流口排出；所述顶板的内部开设有至少三路互不连通的气流通道，各路气流通道分别与伸缩返流管连通，用于分别运送不同温度段的气流至伸缩返流管内。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述温控装置包括：第一温度传感器，用于监测由第一气流口输出的气流温度；第二温度传感器，用于监测流入第二气流口的气流温度；执行机构，用于提供满足待测芯片测试温度的气流；控制器，用于获取由第一温度传感器及第二温度传感器反馈的温度值，并基于反馈的温度值控制执行机构提供满足待测芯片测试温度的气流。

基于第一方面，在本申请一些实施例中，所述温控装置还包括：触控显示屏，所述触控显示屏与控制器连接，用于获取用户指令以及显示由控制器获取得到的温度值。

第二方面，本申请提供一种芯片高低温可靠性测试方法，适用于上述的芯片高低温可靠性测试设备，所述测试方法包括：将待测芯片一一对应嵌入电路板的安装槽中；将嵌有待测芯片的电路板堆叠安装于温控装置与顶板之间，调节升降杆的高度，使最底层电路板的对接口与温控装置（1）的第一气流口卡接、最顶层电路板的安装槽与顶板（2）的第二气流口卡接；启动温控装置提供满足待测芯片测试温度的气流，温控装置（1）提供的气流经第一气流口并由下至上通过各层电路板的气孔后，从顶板（2）的第二气流口进入顶板内部的气流通道，经气流通道从伸缩返流管返回温控装置内。

基于第二方面，在本申请一些实施例中，所述顶板的内部设有至少三路互不连通的气流通道，各路气流通道分别与伸缩返流管连通；所述测试方法还包括：将通往同一气流通道的第二气流口划分为同一组，将连接同一组第二气流口的安装槽分划分为同一组；由温控装置分别向不同组的安装槽提供不同温度段的气流。

本申请至少具备以下有益效果：

1）本申请通过在电路板上设置待测芯片的安装槽为待测芯片营造单独的温度测试环境以及预先在安装板上焊接好测试所需的连接线路和测试板卡，巧妙地隔离了测试板卡和待测芯片。如此，可以保障测试板卡工作于室温环境，避免经历与被测试芯片同样的恶劣温度环境，减缓了测试板卡的老化进程，延长了使用寿命；

2）本申请中，单片电路板可支持多个测试工位，且可通过上下叠电路板的方式完成大批量的温度可靠性测试，相较于现有方式具有高效、节能、易于操作的优势。

本申请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

附图是用来提供对本申请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申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了本申请实施例的芯片高低温可靠性测试设备的结构示意图；

图2示意性示出了本申请实施例的电路板的俯视示意图；

图3示意性示出了本申请实施例的电路板的侧视示意图；

图4示意性示出了采用本申请实施例提供的设备进行高低温可靠性测试时设备中的气流回路示意图。

附图标记说明

1-温控装置；2-顶板；3-升降杆；4-伸缩返流管；5-电路板；51-安装槽；511-气孔；52-对接口；53-测试板卡；6-触控显示屏。

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，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申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后等），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

实施例1

本实施例提供一种芯片高低温可靠性测试设备，如图1所示，所述设备包括温控装置1、顶板2以及连接于顶板2与温控装置1之间的升降杆3和伸缩返流管4，所述升降杆3可带动顶板2靠近或远离所述温控装置1；所述温控装置1面向所述顶板2的一面开设有若干第一气流口；所述顶板2面向所述温控装置1的一面开设有若干第二气流口，所述顶板2的内部开设有用于连通第二气流口和所述伸缩返流管4的气流通道；所述设备还包括电路板5，所述电路板5其中一面的面板上设有若干用于放置待测芯片的安装槽51，所述安装槽51与所述第二气流口相适配；所述安装槽51的槽底壁开设有气孔511；与安装槽51所在位置相对应的电路板5的另一面上设有与所述第一气流口相适配的对接口52；所述电路板5上预先焊接有为完成测试所需的连接线路以及测试板卡53，或所述电路板5上预先焊接有为完成测试所需的连接线路以及用于容纳测试板卡53的凹槽；所述温控装置1用于提供满足待测芯片测试温度的气流，该气流依次经第一气流口和气孔511送至安装槽51内，为待测芯片营造测试所需的温度环境。

示例性的，第一气流口和第二气流口可采用与安装槽51底部类似的气孔结构。

其中，顶板2与温控装置1之间可放置单片电路板5也可以堆叠放置多片电路板5（为保证温控效果，数量需控制在一定范围内，不可无限增加，电路板5的最大数量还应受限于升降杆3的长度），具体数量可根据待测芯片的数量而定。

示例性的，针对单片电路板5，其结构可参考图2和图3所示。由于芯片通常呈方形或圆形（圆晶），因此安装槽51应与待测芯片的形状相适配，以保证待测芯片能够通过连接线路与测试板卡53可靠连接。相应的，若未直接将测试板卡53焊接在电路板5上，也可通过在电路板5上设置凹槽以容纳板卡，同样的该凹槽也应与测试板卡53适配，保证连接的可靠性。

另外，待测芯片与安装槽51需一一对应。若待测芯片数量较少，则只需单片电路板即可满足需求。具体安装过程为：首先将待测芯片一一对应嵌入电路板5的安装槽51中，然后将该片电路板5安装于温控装置1与顶板2之间，调节升降杆3的高度，电路板5的（底部）对接口52与第一气流口卡接、电路板5的（顶部）安装槽51与第二气流口卡接，此时安装槽51与第二气流口之间则形成一个相对封闭的区域。通过安装槽51与第二气流口卡接，可保证设定温度值的气流始终向上流通不会产生外溢，如此既能保证为待测芯片提供合适的测试环境也能够将待测芯片与测试板卡53分隔开，避免测试板卡53经历恶劣的温度测试环境，延长了测试板卡53的使用寿命，同时可满足批量测试所需。

针对待测芯片数量较多的情况，则需要用到多片电路板5，如图1所示，将嵌有待测芯片的电路板5堆叠安装于温控装置1与顶板2之间，调节升降杆3的高度，使最底层电路板5的对接口52与第一气流口卡接、最顶层电路板5的安装槽51与第二气流口卡接。其中，邻层电路板中的上层电路板的对接口52与下层电路板的安装槽51适配卡接。即，除顶层电路板外，其余层电路板上的安装槽51均是与上层电路板的对接口52适配卡接。同样的，安装槽51与上层电路板的对接口52之间形成一个相对封闭的区域，为待测芯片提供合适的测试环境也能够将待测芯片与测试板卡53分隔开。

安装好电路板5之后，启动温控装置1，由温控装置1提供满足待测芯片测试温度的气流；该气流经第一气流口并由下至上通过各层电路板5的气孔511进入安装槽51，为待测芯片营造测试所需的温度环境；然后继续向上从第二气流口进入顶板2内部的气流通道，经气流通道从伸缩返流管4返回温控装置1内，如图4所示，图中箭头表示气流的流动方向。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中的温控装置1还可用于同时提供至少三个温度段的气流，不同温度段的气流分别由不同的第一气流口排出；所述顶板2内部设有至少三路互不连通的气流通道，各路气流通道分别与伸缩返流管4连通，用于分别运送不同温度段的气流至伸缩返流管4内。

如此，可将分别与不同气流通道连通的第一气流口、第二气流口或安装槽51分为三组，以分别形成三个独立的气流回路，为同时进行三温测试提供了硬件支持。

实施例3

进一步的，为避免出现漏电、短路等安全隐患，本实施例中要求对接口52、安装槽51的槽底壁及侧壁均由绝缘材料制成。其中对接口52与安装槽51可一体连接，以便安装固定。

进一步的，所述对接口52、安装槽51的槽底壁及侧壁均由透明材料制成。如此方便观察各安装槽51内是否放有待测芯片以及待测芯片的情况。

同时满足以上两种情况的材料有玻璃、水晶、透明塑料等。需要注意的是所选的材料还需要具备耐高低温的特性，在试验过程中不能出现变形、融化。

实施例4

具体的，本实施例中，所述温控装置1具体包括：

第一温度传感器，用于监测由第一气流口输出的气流温度；

第二温度传感器，用于监测流入第二气流口的气流温度；

本实施例中可理解为任意一个第一气流口附近均安装有第一温度传感器；任意一个第二气流口附近均安装有第二温度传感器。

执行机构，用于提供满足待测芯片测试温度的气流；用于加热或制冷空气。

控制器，用于获取由第一温度传感器及第二温度传感器反馈的温度值，并基于反馈的温度值控制执行机构为对应的安装槽51提供满足待测芯片测试温度的气流。

此处的第一温度传感器和第二温度传感器检测的是从同一个第一气流口流出的气流。其中，控制器获取由第一温度传感器反馈的第一温度值和由第二温度传感器反馈的第二温度值；基于反馈的温度值控制执行机构提供满足待测芯片测试温度的气流，具体可以为：计算第一温度值和第二温度值的平均值；基于平均值与设定温度范围值（设定温度值）的差值控制执行机构执行相应动作，以使得执行机构能够提供满足待测芯片测试温度（更接近设定温度值）的气流。执行机构在调节温度的过程中可通过改变气流流速或加热、制冷（空）气流实现。

进一步的，为更方便人机交互，所述温控装置1还包括触控显示屏6，所述触控显示屏6与控制器连接，用于获取用户指令（可由用户通过触控显示屏6输入）以及显示由控制器获取得到的数据（例如由第一温度传感器和第二温度传感器检测的数据）。触控显示屏6的存在可实现数据可视化，人机交互更加简单方便。

实施例5

本实施例中提供一种芯片高低温可靠性测试方法，适用于实施例1中所述的芯片高低温可靠性测试设备，所述测试方法包括：

A1、芯片一一对应嵌入电路板5的安装槽51中；

A2、将嵌有待测芯片的电路板5堆叠安装于温控装置1与顶板2之间，调节升降杆3的高度，使最底层电路板5的对接口52与第一气流口卡接、最顶层电路板5的安装槽51与第二气流口卡接；

若电路板5为单片，则最底层电路板5也是最顶层电路板5。

A3、启动温控装置1提供满足待测芯片测试温度的气流，该气流经第一气流口并由下至上通过各层电路板5的气孔511后，从第二气流口进入顶板2内部的气流通道，经气流通道从伸缩返流管4返回温控装置1内。

实施例6

本实施例中提供一种芯片高低温可靠性测试方法，适用于实施例2中所述的芯片高低温可靠性测试设备，所述测试方法包括：

利用所述芯片高低温可靠性测试设备同时营造多个温度段的测试环境，具体步骤如下：

B1、将通往同一气流通道的第二气流口划分为同一组，将连接同一组第二气流口的安装槽51分划分为同一组，同样的，将连接同一组第二气流口的第一气流口划分为同一组，若气流通道共有三个，则一共可分为三个组别。

B2、由温控装置1分别向不同组的安装槽51提供不同温度段的气流。

例如，进行三温测试（高中低），则分别向三个组别提供三种温度值的（空）气流。

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。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述设备包括：温控装置（1）、顶板（2）以及连接于顶板（2）与温控装置（1）之间的升降杆（3）和伸缩返流管（4），所述升降杆（3）可带动顶板（2）靠近或远离所述温控装置（1）；

所述温控装置（1）面向所述顶板（2）的一面开设有若干第一气流口；

所述顶板（2）面向所述温控装置（1）的一面开设有若干第二气流口，所述顶板（2）的内部开设有用于连通第二气流口和所述伸缩返流管（4）的气流通道；

所述设备还包括电路板（5），所述电路板（5）其中一面的面板上设有若干用于放置待测芯片的安装槽（51），所述安装槽（51）与所述第二气流口相适配；所述安装槽（51）的槽底壁开设有气孔（511）；所述电路板（5）的另一面上与安装槽（51）所在位置相对应处设有与所述第一气流口相适配的对接口（52）；

所述电路板（5）上预先焊接有测试所需的连接线路以及测试板卡（53），或预先焊接有测试所需的连接线路以及用于容纳测试板卡（53）的凹槽；

所述温控装置（1）用于提供满足待测芯片测试温度的气流，所述温控装置（1）提供的气流能够依次经第一气流口和气孔（511）送至安装槽（51）内。

2.根据权利要求1所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述设备包括多片电路板（5），多片电路板（5）层层堆叠；

邻层电路板（5）中，上层电路板（5）的对接口（52）与下层电路板（5）的安装槽（51）适配卡接。

3.根据权利要求1所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述安装槽（51）与待测芯片相适配，呈圆形或矩形。

4.根据权利要求1所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述对接口（52）以及所述安装槽（51）的槽底壁和侧壁均由绝缘材料制成。

5.根据权利要求1所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述对接口（52）以及所述安装槽（51）的槽底壁和侧壁均由透明材料制成。

6.根据权利要求1所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述温控装置（1）用于同时提供至少三个温度段的气流，不同温度段的气流分别由不同的第一气流口排出；

所述顶板（2）的内部开设有至少三路互不连通的气流通道，各路气流通道分别与伸缩返流管（4）连通，用于分别运送不同温度段的气流至伸缩返流管（4）内。

7.根据权利要求1所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述温控装置（1）包括：

第一温度传感器，用于监测由第一气流口输出的气流温度；

第二温度传感器，用于监测流入第二气流口的气流温度；

执行机构，用于提供满足待测芯片测试温度的气流；

控制器，用于获取由第一温度传感器及第二温度传感器反馈的温度值，并基于反馈的温度值控制执行机构提供满足待测芯片测试温度的气流。

8.根据权利要求7所述的芯片高低温可靠性测试设备，其特征在于，所述温控装置（1）还包括：

触控显示屏（6），所述触控显示屏（6）与控制器连接，用于获取用户指令以及显示控制器获取到的温度值。

9.一种芯片高低温可靠性测试方法，其特征在于，适用于权利要求2所述的芯片高低温可靠性测试设备，所述测试方法包括：

将待测芯片一一对应嵌入电路板（5）的安装槽（51）中；

将嵌有待测芯片的电路板（5）堆叠安装于温控装置（1）与顶板（2）之间，调节升降杆（3）的高度，使最底层电路板（5）的对接口（52）与温控装置（1）的第一气流口卡接、最顶层电路板（5）的安装槽（51）与顶板（2）的第二气流口卡接；

启动温控装置（1）提供满足待测芯片测试温度的气流，温控装置（1）提供的气流经第一气流口由下至上通过各层电路板（5）的气孔（511）后，从顶板（2）的第二气流口进入顶板（2）内部的气流通道，经气流通道从伸缩返流管（4）返回温控装置（1）内。

10.根据权利要求9所述的芯片高低温可靠性测试方法，其特征在于，所述顶板（2）的内部开设有至少三路互不连通的气流通道，各路气流通道分别与伸缩返流管（4）连通；所述测试方法还包括：

将通往同一气流通道的第二气流口划分为同一组，将连接同一组第二气流口的安装槽（51）划分为同一组；

由温控装置（1）分别向不同组的安装槽（51）提供不同温度段的气流。