Cmos摄像芯片浮动载板自动定位测试插座的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，包括相互配合的上盖和底座，所述底座包括从下向上依次分布的PCB转接板、测试单元和浮动载板，所述上盖包括测试镜头和镜头压板，所述测试镜头前方的暗室内设置有光源，并且，所述测试镜头与光源之间还设有对比图像，所述测试单元包括复数根测试探针以及用以安装测试探针的探针保持主体、探针保持板和探针保持框。进一步的，当上盖和底座盖合时，所述浮动载板与镜头压板相触，并可在镜头压板的抵推下下行，同时所述浮动载板还与至少一用以提供使浮动载板上行的力的作用的弹性元件连接。本实用新型能与不同测试机台兼容，实现对CMOS芯片的自动、高效、准确的测试，且不致损伤芯片。
【专利说明】CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种CMOS芯片测试设备，特别是一种CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座。
【背景技术】
[0002]CMOS晶圆系通过在硅晶片上加工感光集成电路而形成的光感芯片器件，其广泛应用于手机，电脑、摄像装置等设备中。一般来说，CMOS晶圆具有产品电路集成化较高、电路导出所采用锡球之间步距小(0.2mm左右)等特点。
[0003]目前，大多数的CMOS成像测试芯片自动插座为配合机台的要求，基本采用单颗、1X4和2X2的测试机构，但由于光学CMOS芯片对芯片光学中心和镜头中心的要求很高(测试同心度不超过0.03mm)，芯片锡球的PITCH越来越小(达到0.20mm)，同时自动测试机台放置的重复定位精度不一样，所以造成很多测试插座在设计和加工的时候，不得不顾此失彼，降低了测试插座的设计标准和加工精度，来满足产品的设计容差。这样，对产品的测试在很大程度上满足不了测试要求，降低了产品的测试合格率，例如，测试系统采纳的图像差异达到8%以上，误判率达到10%以上，另外，还会导致大量芯片在测试过程中被机台压坏，同时引起机械故障，导致测试效率降低。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其能与不同测试机台兼容，实现对CMOS芯片的自动、高效、准确的测试，且不致损伤芯片，从而克服了现有技术中的不足。
[0005]为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案:
[0006]一种CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，包括相互配合的上盖和底座，所述底座包括从下向上依次分布的PCB转接板、测试单元和浮动载板，所述上盖包括测试镜头和镜头压板，所述测试镜头前方的暗室内设置有光源，并且，所述测试镜头与光源之间还设有对比图像，所述测试单元包括复数根测试探针以及用以安装测试探针的探针保持主体、探针保持板和探针保持框。
[0007]进一步的，当上盖和底座盖合时，所述浮动载板与镜头压板相触，并可在镜头压板的抵推下下行，同时，所述浮动载板还与至少一用以提供使浮动载板上行的力的作用的弹性元件连接。
[0008]作为较为优选的实施方案之一，所述浮动载板上还对称设有用以将被测芯片推送至浮动载板中心的两个以上滑块以及用以提供使滑块远离浮动载板中心的水平推力的两根以上复位弹簧，并且，在浮动载板下行时，所述滑块与探针保持框的舌形斜锲机构配合，并可在所述舌形斜锲机构的抵推下向浮动载板中心移动。
[0009]所述浮动载板上还设有用以与被测芯片上的锡球配合的锡球放置倒角。
[0010]所述浮动载板上的被测芯片放置槽深度大于被测芯片厚度，并且该两者的差值至少为测试探针行程的一半。
[0011]所述浮动载板上还设有与被测芯片的台阶结构配合的舌形台阶。
[0012]所述浮动载板与滑块之间还设有滑块导向盖板，所述滑块导向盖板与浮动载板配合形成用以供滑块水平移动的导轨结构。
[0013]所述浮动载板与滑块之间还设有限位机构，所述限位机构包括分布在浮动载板上的滑块限位槽以及分布在滑块上的滑块限位块。
[0014]所述镜头压板与测试镜头固定连接，且所述镜头压板还与机床气缸固定连接。
[0015]所述底座还包括设备连接板，所述设备连接板设于上盖与PCB转接板之间。
[0016]本实用新型的工作原理在于，通过将被测试芯片置于该插座内，随着暗室内光源的明暗变化，CSP芯片通过测试镜头对图像的采集，将光学信号输入CSP芯片中的感光区，将光学信号转成电流信号，并由测试探针将信号传输到PCB转接板，并将电流信号输入外设测试设备，在外设测试设备内将电流信号转成数字信号，重新生成图像信号；通过对适时生成的图像参数和原有的标准图像进行对比，判断是否满足设计要求。
[0017]前述测试探针采用的是半导体测试用探针(P0G0 PIN)，可实现信号的微衰减，确保了测试的稳定性和可靠性；
[0018]通过设置前述探针保持架，可解决操作人员和机台操作时放置、被测试芯片精确定位问题，同时放置易操作，机台操作方便性大大增强，通过和测试机台的配合，满足产品测试达到产能要求:小时测试量高于4KPCS芯片。
[0019]与现有技术相比，本实用新型至少具有如下优点:
[0020](1)该测试插座操作简单，使用方便，适用于个人手动或机台自动PC测试操作，适用于集成电路芯片的测试和功能验证；
[0021](2)该测试插座中芯片载板采用定位精确的浮动载板结构，能有效保护芯片的结构不被测试损坏，延长探针的使用寿命；
[0022](3)该测试插座中上盖部分材料优选采用铝合金，其能利用高精度的CNC加成，确保了各项使用功能要求，而底座部分材料优选采用符合环保要求的T0RL0N4203，其亦可通过高精度的CNC加成完成，确保了各项尺寸精度要求；
[0023](4)该测试插座可以满足10万次的1C检测寿命，且小时测试量达到3KPCS以上，并能满足配合不同厂家的机台测试要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图之一；
[0025]附图标记说明:浮动载板1、浮板滑块2、被测芯片3、测试镜头4、镜头压板5、探针保持框6、测试探针7、探针保持板8、探针保持主体9、LED灯板10、镜头保持框11、PCB转接板12、复位弹簧13、滑块导向盖板。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图及一较佳实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
[0027]参阅图1，本实施例所涉及的一种CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，包括相互配合的上盖和底座，所述底座包括从下向上依次分布的PCB转接板12、测试单元和浮动载板1，所述上盖包括测试镜头4和镜头压板5，所述测试镜头前方的暗室内设置有光源(如，LED灯板10)，并且，所述测试镜头与光源之间还设有对比图像，所述测试单元包括复数根测试探针7以及用以安装测试探针的探针保持主体9、探针保持板8和探针保持框11。
[0028]进一步的，当上盖和底座盖合时，所述浮动载板与镜头压板相触，并可在镜头压板的抵推下下行，同时，所述浮动载板还与至少一用以提供使浮动载板上行的力的作用的弹性元件连接。
[0029]作为较为优选的实施方案之一，所述浮动载板上还对称设有用以将被测芯片推送至浮动载板中心的两个以上滑块以及用以提供使滑块远离浮动载板中心的水平推力的两根以上复位弹簧，并且，在浮动载板下行时，所述滑块与探针保持框的舌形斜锲机构配合，并可在所述舌形斜锲机构的抵推下向浮动载板中心移动。
[0030]所述浮动载板上还设有用以与被测芯片上的锡球配合的锡球放置倒角。
[0031]所述浮动载板上的被测芯片放置槽深度大于被测芯片厚度，并且该两者的差值至少为测试探针行程的一半。
[0032]所述浮动载板上还设有与被测芯片的台阶结构配合的舌形台阶。
[0033]所述浮动载板与滑块之间还设有滑块导向盖板，所述滑块导向盖板与浮动载板配合形成用以供滑块水平移动的导轨结构。
[0034]所述浮动载板与滑块之间还设有限位机构，以满足滑块移动的准确性，所述限位机构包括分布在浮动载板上的滑块限位槽以及分布在滑块上的滑块限位块，同时，滑块限位块给前述复位弹簧预留了足够的空间进行安装放置。
[0035]所述镜头压板与测试镜头固定连接，且所述镜头压板还与机床气缸固定连接。
[0036]所述底座还包括设备连接板，所述设备连接板设于上盖与PCB转接板之间。
[0037]进一步的,所述暗室内还分布有若干均光板,这些均光板分布于LED灯板与测试镜头之间。
[0038]进一步的，所述浮动载板中被测芯片光学中心和上盖镜头中心的最大偏移
0.03mm,实现两者的良好定位。
[0039]进一步的，所述底座还包括设备连接板，所述设备连接板设于上盖与PCB转接板之间，通过此设备连接板的设置，可使该插座与外设测试设备的联接简单化，如，仅仅用螺丝紧固即可。
[0040]前述底座(SOCKET)部分可以采用T0RL0N4203材料，使得防静电等级达到10140hm.cm等级。
[0041]进一步的，所述测试探针内设有弹簧，并且，当上盖与底座完全盖合时，所述弹簧被压缩，并与被测试芯片上的锡球充分接触。
[0042]而前述探针保持主体、探针保持板和探针保持框的组合，可使测试探针的放置和取出极为方便，并使得被测试芯片能自如的放入或取出。
[0043]本实施例中，浮动载板的工作原理包括:测试芯片(1C)在浮动载板中的滑动依靠滑块实现，滑块的滑动在有下压力的作用下，依靠预紧复位弹簧来实现滑块的向中心滑动，当滑块在测试芯片(1C)被精确定位于浮动载板中心后，在失去下压力的情况下，依靠依靠预紧复位弹簧来实现滑块的向原来位置的复位。[0044]而浮动载板自动垂直滑动的工作原理包括:
[0045](1)镜头压板和测试镜头通过螺纹紧固，保证镜头中心和下压板光学中心的水平相对位置为(0，0)；
[0046](2)机床气缸和镜头压板通过螺纹紧固，带动镜头压板下移，压住浮动载板下移，由于滑块在下移过程中，接触到探针保持框的舌形斜锲机构，向浮动载板中心移动，同时，由于有滑块导向盖板的水平保持，滑块压缩预紧复位弹簧，并推动测试芯片向浮动载板中心移动；
[0047](3)镜头压板在压缩浮动载板的过程中，由于探针保持框(F)的前述结构设计，使滑块在相同时间内移动到设计位置，这样就使力值决定了滑块的移动距离，使得四个滑块同时达到设定的定位位置，对芯片做精确定位；
[0048](4)由于浮动载板随着下压板的下移，测试芯片在自动定位后，测试探针将接触到测试芯片锡球，实现电路导通，进行测试；
[0049](5)当测试完成后，镜头压板随着机床气缸的复位，将会被浮板载板的复位弹簧自动复位,芯片完成整体测试。
[0050]为保护芯片及其锡球在被推动后不被损坏，浮动载板还具有下列结构:
[0051](1)舌形台阶，充分利用测试芯片的台阶结构，使芯片被推动过程中能自由滑动；
[0052](2)浮动载板上的测试芯片放置槽深度大于测试芯片整体厚度，一般差异为测试探针行程的一半；使得镜头压板在下压过程中，不接触芯片，只有到测试芯片自动定位完成后，测试探针再接触芯片锡球；
[0053](3)在浮动载板上设计锡球放置倒角，将锡球在完成定位后，完全定位于点阵上方，使其充分定位，同时也可防止芯片在浮动载板复位时反弹。
[0054]作为较为优选的实施方案之一，前述测试探针的工作过程可以为:
[0055](1)测试状态:当测试探针在受压时(模组放入放置槽内，同时上盖LID下压)内部弹簧压缩，预期设定的压缩值会使弹簧和被测试芯片上的锡球充分接触，而不会将被测试芯片的上锡球(常规直径在0.2?0.5mm,高度在0.1?0.25mm)扎破，且不会出现偏斜现象；
[0056](2)非测试状态:当测试探针在没受到外力压制的情况下，保持松弛状态，如此确保探针处于非受压状态，保证探针的使用寿命和寿命期内的导通功能正常，减少测试费用。
[0057]优选的，所述测试探针可采用半导体探针，如此可以更好的实现对芯片中锡球进行点对点接触，满足测试点的导通，在对锡球的测试上满足准确点接触，并将信号传输至控制系统，系统确认接触正确。并且，测试探针与被测试芯片接触部的面积可以很方便的控制，使得被测试芯片上锡球因接触测试探针而损伤区域的直径的小于锡球直径的1/4。
[0058]进一步的，通过前述测试单元的组合设计，可使单机、单人的测试效率实现2倍效率提升，测试频度可以和测试简单的芯片测试保持一致，小时测试量可高于1?5KPCS。
[0059]藉由本实用新型，可实现CMOS芯片自动测试的完全自动化，测试手法简单易行，并且，其还可具有下述优点:
[0060](1)测试底座(SOCKET)部分采用T0RL0N4203材料，使得防静电等级达到:1014Ohmcm等级；
[0061](2)与测试系统联接简单化，例如，用螺丝紧固即可；[0062](3)特殊的浮动载板放置槽放置结构使测试芯片的放置和取出极为方便；
[0063](4)测试芯片放置位置准确，测试探针头全面接触锡球，不存在偏斜现象，且减少了测试探针对测试芯片的压力，保护了测试芯片；
[0064](5)测试探针的寿命大大提升，减少了测试的费用；
[0065](6)测试效果准确，可靠；
[0066](7)单机、单人的测试效率实现十倍效率提升，测试频度可以和测试简单的芯片测
试保持一致。
[0067]并且，本实用新型还可满足CMOS芯片测试的高寿命要求，产品寿命达到50万次以上，同时满足CMOS信号传输的微衰减，确保测试信号传输的稳定性和可靠性；以及，满足测试系统中对光学影像精确定位，判断测试结果要求。
[0068]另外，基于本实用新型的内容，本领域技术人员还可很容易的想到，通过对不同规格CMOS芯片系列结构的分析，实现产品设计结构兼容，使得不同CMOS芯片系列能在不同的测试机台上实现安装，测试的兼容。
[0069]需要指出的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的内容，除此之外，本实用新型还有其他实施方式。但是，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，包括相互配合的上盖和底座，其特征在于，所述底座包括从下向上依次分布的PCB转接板、测试单元和浮动载板，所述上盖包括测试镜头和镜头压板，所述测试镜头前方的暗室内设置有光源，并且，所述测试镜头与光源之间还设有对比图像，所述测试单元包括复数根测试探针以及用以安装测试探针的探针保持主体、探针保持板和探针保持框。
2.根据权利要求1所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，当上盖和底座盖合时，所述浮动载板与镜头压板相触，并可在镜头压板的抵推下下行，同时，所述浮动载板还与至少一用以提供使浮动载板上行的力的作用的弹性元件连接。
3.根据权利要求2所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述浮动载板上还对称设有用以将被测芯片推送至浮动载板中心的两个以上滑块以及用以提供使滑块远离浮动载板中心的水平推力的两根以上复位弹簧，并且，在浮动载板下行时，所述滑块与探针保持框的舌形斜锲机构配合，并可在所述舌形斜锲机构的抵推下向浮动载板中心移动。
4.根据权利要求2或3所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述浮动载板上还设有用以与被测芯片上的锡球配合的锡球放置倒角。
5.根据权利要求2或3所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述浮动载板上的被测芯片放置槽深度大于被测芯片厚度，并且该两者的差值至少为测试探针行程的一半。
6.根据权利要求2或3所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述浮动载板上还设有与被测芯片的台阶结构配合的舌形台阶。
7.根据权利要求3所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述浮动载板与滑块之间还设有滑块导向盖板，所述滑块导向盖板与浮动载板配合形成用以供滑块水平移动的导轨结构。
8.根据权利要求3所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述浮动载板与滑块之间还设有限位机构，所述限位机构包括分布在浮动载板上的滑块限位槽以及分布在滑块上的滑块限位块。
9.根据权利要求2所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述镜头压板与测试镜头固定连接，且所述镜头压板还与机床气缸固定连接。
10.根据权利要求1所述的CMOS摄像芯片浮动载板自动定位测试插座，其特征在于，所述底座还包括设备连接板，所述设备连接板设于上盖与PCB转接板之间。
【文档编号】G01R1/04GK203519659SQ201320542952
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】朱小刚, 柳慧敏 申请人:苏州创瑞机电科技有限公司