一种支持半导体器件高温老化测试的装置的制作方法

本发明涉及半导体老化测试技术领域，尤其涉及一种支持半导体器件高温老化测试的装置。

背景技术：

在半导体的tdbi系统中，针对器件规格等级，分为了不同的温度测试范围。商业级别器件温度范围是0～70℃，工业级器件温度范围是-40～+85℃，汽车工业级的器件工作高温会达到105～125℃，军工和航天级的器件高温达到150℃。针对超高温(>105℃)的半导体测试场景，我们需要寻找一种更可靠、成本更低的解决办法。同时，在半导体的研发过程中，实验室环境中也需要进行超高温的摸底测试，去评估当前制程、工艺的可靠性，同样需要支持超高温的测试解决办法。

现有的技术方案都是将自动测试设备(ate)和被测试器件(dut)分开，将dut放置在温箱中，支持宽范围的环境温度，而ate放置在常温环境中。ate和dut通过pcb和连接器进行连接，连接如图1所示。但是该方案无法解决某些特定场景的应用，例如针对高速总线的测试(>1gbps+)，要求测试设备和被测试单元不能太远，否则高频能量衰减过大。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种支持半导体器件高温老化测试的装置，解决了现有技术中的老化测试装置难以应用于高温高速半导体测试的问题。

本申请实施例提供一种支持半导体器件高温老化测试的装置，包括：被测试单元、背板，所述被测试单元与所述背板连接，所述被测试单元与所述背板均放置在高温箱内；

所述背板上设置有第一气管、第二气管；所述被测试单元包括pcb板、ate单板、dut、隔热腔体，所述dut位于所述pcb板的顶面，所述ate单板与所述pcb板的底面连接，所述隔热腔体与所述pcb板的底面连接，所述ate单板位于所述隔热腔体的内部，所述隔热腔体上设置有进气口、出气口；所述进气口与所述第一气管对接，所述出气口与所述第二气管对接。

优选的，紧贴所述pcb板的底面设置有柔性隔热材料。

优选的，所述第一气管、所述第二气管均设置有锁止密封机构。

优选的，所述ate单板通过第一连接器与所述pcb板的底面连接。

优选的，所述隔热腔体内设置有隔板，所述隔板用于将所述隔热腔体划分为两个连通的空气腔。

优选的，所述ate单板上设置有散热片。

优选的，所述被测试单元通过第二连接器与所述背板连接。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，被测试器件dut和自动测试设备ate单板采用背靠背的连接方式，dut放置在被测试单板pcb的顶面，ate单板与pcb的底面连接，采用隔热腔体将ate单板所在空间与dut所在空间进行隔离，并通过进气口、出气口分别与背板上的第一气管、第二气管对接，将隔热腔体内的热量导出。因此，位于隔热腔体内的ate单板在工作时产生的热量能够及时被带走，从而保证了ate单板能够长时间在密闭常温环境中正常工作，避免了恶劣的高温环境对ate的冲击，降低高低温下器件失稳的可能性，保证测试信号质量，提升了测试信号完整性。同时，降低了ate单板的成本，ate单板自身可以选择商业级或者工业级的器件，无需选择更高规格的器件，进而降低了系统构建成本。此外，由于本发明采用背靠背的连接方式，因此支持ate单板和dut近距离连接，从而支持高速总线的测试和连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中自动测试设备ate与被测试器件dut的连接示意图；

图2为本发明实施例提供的一种支持半导体器件高温老化测试的装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种支持半导体器件高温老化测试的装置中ate单板与dut的连接示意图；

图4为本发明实施例提供的一种支持半导体器件高温老化测试的装置中进气口、出气口的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种支持半导体器件高温老化测试的装置中隔热腔体的散热示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实施例提供了一种支持半导体器件高温老化测试的装置，如图2-图4所示，包括：被测试单元、背板，所述被测试单元与所述背板连接，所述被测试单元与所述背板在测试中均放置在高温箱内。

其中，所述背板上设置有第一气管、第二气管。

所述被测试单元包括pcb板、ate单板、dut、隔热腔体；所述dut位于所述pcb板的顶面，所述ate单板与所述pcb板的底面连接，即所述dut和所述ate单板采用背靠背的连接方式，具体的，所述dut或者所述dut的socket放置在所述pcb板的顶面，所述ate单板通过第一连接器与所述pcb板的底面连接。

所述隔热腔体与所述pcb板的底面连接，所述ate单板位于所述隔热腔体的内部，通过所述隔热腔体将所述ate单板所在空间与所述dut所在空间隔离。

如图4、图5所示，所述隔热腔体上设置有进气口、出气口，所述隔热腔体内设置有隔板，所述隔板用于将所述隔热腔体划分为两个连通的空气腔。如图2、图5所示，所述进气口与所述第一气管对接，所述出气口与所述第二气管对接。通过所述进气口和所述出气口这两个管道将所述隔热腔体内的热量导出。

所述被测试单元通过第二连接器与所述背板连接。测试时，将连接的所述被测试单元和所述背板放置在高温箱内进行高温老化测试。

优选的实施例中，所述第一气管和所述第二气管上设置有锁止密封机构，所述被测试单元拔出时，即所述进气口/所述出气口与所述气管(包括所述第一气管、所述第二气管)脱离的瞬间，所述背板上的所述气管自动锁止密封。

本发明中的所述隔热腔通过所述进气口和所述出气口分别与所述气管导通，由所述气管提供常温的干空气，紧贴所述pcb板的底面的柔性隔热材料和周围的所述隔热腔体形成了一个密封隔热空间；位于所述隔热腔体的空间内的所述ate单板在工作时产生的热量通过散热片由干空气带走。即本发明通过所述隔热腔体将所述ate单板与所述dut隔离，所述ate单板自身的高功耗器件可使用散热片增大散热接触面积，通过干空气的进气和出气，将所述隔热腔体内热量传导出去，从而保证了所述ate单板能够长时间在密闭常温环境中正常工作，避免了恶劣的高温环境对ate单板的冲击，降低高低温下器件失稳的可能性，保证测试信号质量，提升了测试信号完整性。

综上，本发明通过采用背靠背的方式连接dut和ate单板，进行分区散热，解决了ate老化测试散热的难题，同时又解决了ate高速总线测试的难题。本发明能够有效解决高温高速半导体测试难题，同时降低了实现成本、提升了ate的工作寿命和可靠性。

本发明实施例提供的一种支持半导体器件高温老化测试的装置至少包括如下技术效果：

1)降低了ate的成本。ate单板自身可以选择商业级或者工业级的器件，无需选择更高规格的器件，降低了系统构建成本。

2)提升了ate老化设备的寿命。使得ate单板在老化测试中，无需长期工作在恶劣的高温环境中，提升了设备的可靠性和寿命。

3)支持ate和dut近距离连接，支持高速总线的测试和连接。目前消费品和汽车类产品中，高速总线器件应用越来越广泛。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。