一种SOIC封装高温测试装置的制作方法

一种soic封装高温测试装置
技术领域
1.本发明涉及一种半导体元器件的生产测试装备，更具体地，本发明涉及一种soic封装高温测试装置。


背景技术：

2.soic封装是一种小外形表面贴装集成电路封装,生产制造工艺中对一些soic封装产品进行高温电性测试，用来确定产品在高温气候环境条件下储存、运输、使用的适应性的方法。经高温电性测试来检验高温环境对芯片封装产品性能的影响，表现在产品内导电材料的电阻变大，导致电流的变化，对芯片封装产品性能参数影响，一般情况下，产品经温度试验后，若能满足相关性能参数要求，便认为产品符合高温要求。
3.由于这种封装产品引脚数量较多，体积较小。传统做法是人工将抽样产品，放入专用测试治具，然后将测试治具放入高温测试箱，将温度升起来后对测试治具通电，测试机系统读取产品高温环境下参数信息，检验是否满足相关性能参数要求。
4.这种做法技术的缺点和不足：由于soic封装产品引脚数量较多，在高温特殊环璄下比较难以将测试座与被测试产品调校平行，导致测试导电片与产品所有引脚容易产生接触不良，这样会导致产品实际测试性能参数误差大，成品良率不高，造成了实际生产成本较对产品质量的把控较弱，质量不稳定；另外产品测试过程周期时间较长，适用于试验室，不适合批量生产检查；对产品质量的把控较弱，质量不稳定，产品测试检查过程复杂，需要相关的测试治具，需要相关专业技能的人员操作，产品测试检查效率较低，国外进口的高温测试装备价格昂贵，对中小企业前期投资大，严重的制约了企业的发展。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的在于提供一种soic封装高温测试装置，其能够方便快捷的位置度与平行度调节，精简了产品测试检查过程。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种soic封装高温测试装置，包括测试模组基座、xy精密微调滑台、电机下压机构、平行调节模块以及高温定位测试座，其中：所述xy精密微调滑台安装在测试模组基座上，所述电机下压机构安装在xy精密微调滑台上，平行调节模块安装于电机下压机构的侧端，所述高温定位测试座安装于平行调节模块的下端。
7.所述平行调节模块包括测试传动基座、万向轴承、平行调节导柱、紧固定位环、螺栓固定环，其中：所述万向轴承通过轴承外环固定件安装在测试传动基座上，所述平行调节导柱套接安装于万向轴承的内侧，所述平行调节导柱的上侧设置有紧固定位环和螺栓固定环，所述螺栓固定环与紧固定位环固定连接，所述紧固定位环固定安装在测试传动基座上，所述螺栓固定环上安装有微调螺栓，所述平行调节导柱的下端穿过测试传动基座，所述平行调
节导柱的下端连接高温定位测试座。
8.所述平行调节导柱的上端固定安装有中心校准环，中心校准环位于螺栓固定环内腔，所述微调螺栓的端部连接螺栓固定环的侧端。
9.进一步地，所述高温定位测试座包括产品导热载盘，用于承载soic封装产品。
10.测试片机构，安装在测试片固定座上，所述测试片机构的下端固定设置有测试导电片，测试时与soic封装产品的引脚相接触。
11.轴承固定座，用于固定测试电路板，所述轴承固定座位于测试电路板的上方，所述测试片固定座位于测试电路板的下方，所述轴承固定座以及测试片固定座通过定位销轴件固定测试电路板。
12.进一步地，所述定位销轴件包括定位销轴外套和定位销轴衬套，所述定位销轴衬套设置于定位销轴外套的内腔，所述定位销轴外套依次穿过轴承固定座、测试电路板以及测试片固定座，并配合定位销轴件将轴承固定座、测试电路板以及测试片固定座固定连接。
13.进一步地，所述定位销轴件的上方安装有定位销联接板，所述定位销联接板的侧面上安装有遮光片一。在所述定位销轴件和定位销联接板之间设置有缓冲胶圈。所述定位销联接板与测试座联接件之间设置有测试主支撑件，且所述定位销联接板上端连接测试主支撑件，所述测试主支撑件上端安装测试座联接件。在轴承固定座的下端安装有顶针压簧，所述顶针压簧的下端安装有产品顶针，所述测试电路板和测试片固定座上设置有用于产品顶针穿过的通孔，测试时产品顶针向下移动接触到soic封装产品的上端面，所述测试主支撑件的侧端安装有传感器一，所述传感器一位于遮光片一同一侧的上方。
14.所述平行调节导柱的下端连接测试座联接件的上端，所述测试座联接件的下端和定位销联接板之间设置有定位销压簧。
15.进一步地，所述万向轴承包括万向轴承外环和万向轴承内环，所述万向轴承外环与轴承外环固定件固定连接，所述万向轴承内环套接在平行调节导柱上。
16.进一步地，所述电机下压机构包括底部支撑板、伺服电机、拉簧，其中：所述底部支撑板安装在xy精密微调滑台上，所述底部支撑板上固定安装有电机安装板，所述伺服电机安装在电机安装板上，所述伺服电机的输出端安装有电机偏心凸轮，所述电机偏心凸轮上安装有测试传动轴承。
17.所述传感器支架的侧端安装有交叉滚珠滑轨，所述测试传动基座通过该交叉滚珠滑轨滑动安装在电机安装板上，所述测试传动基座的底端连接在测试传动轴承的上端。
18.进一步地，所述电机偏心凸轮远离伺服电机的一端安装有轴承紧固外套。
19.进一步地，所述电机安装板的两侧设置有拉簧，拉簧的一端与电机安装板相连接，拉簧的另一端与测试传动基座相连接。
20.进一步地，所述电机安装板的侧端固定安装有弹簧柱，所述拉簧的一端安装在所述弹簧柱上。
21.进一步地，所述电机安装板的上端安装有传感器支架，在传感器支架上安装有传感器二，所述测试传动基座上安装有遮光片二。
22.本发明公开了一种soic封装高温测试装置，是一种对soic封装产品在在高温气候环境条件下适应性的测试装置，通过在高温环境电性测试来检验温度对芯片封装产品性能的影响，产品经温度试验后，若能满足相关性能参数要求，便认为产品符合高温要求。该套
高温测试装置是一种在线式检查生产方法，够能批量高效的应对批量的soic封装产品高温测试检查。
23.这种在高温特殊环璄下对高温定位测试座精准的位置及平行调校，将测试座与被测试产品引脚位置对准，微调机构使测试导电片与产品所有引脚调校平行，确保电性接触良好，通过电机传动机构高速的传动以及高温测试机构等结构合理布置，实现了一种在高温环境状态下，方便快捷的位置度与平行度调节，通过产品导热载盘进行定位，然后对soic封装产品进行精准电性测试。
24.通过实施本发明，soic封装产品在在高温气候环境条件下进行测试性能检测，实现了测试周期时间较短，适用批量生产中产品高温电性测试检查。提高了产品测试接触良率，有利产品质量管控。方便快捷的位置度与平行度调节，精简了产品测试检查过程，设备自动化操作，节省了人力成本。提高了产品测试检查效率，减少高温温度误差较小，降低了实际生产成本较高。
附图说明
25.图1是本发明的正向结构示意图。
26.图2是本发明的侧向结构示意图。
27.图3是本发明的立体结构示意图一。
28.图4是本发明的立体结构示意图二。
29.图5是本发明的高温定位测试座的侧向结构示意图。
30.图6是本发明的高温定位测试座的立体结构示意图一。
31.图7是本发明的高温定位测试座的立体结构示意图二。
32.图8是本发明的高温定位测试座的俯视结构示意图。
33.图9是本发明的z向调节结构的各组件示意图。
34.图10是本发明的高温定位测试座的各组件示意图。
35.图11 是平行调节模块中的平行调校原理图。
36.图12是高温定位测试座的测试原理图。
37.图中：1、测试模组基座，201、xy精密微调滑台，202、底部支撑板，203、伺服电机，204、电机安装板，205、拉簧，206、传感器支架，207、交叉滚珠滑轨，208、轴承紧固外套，209、弹簧柱，210、电机偏心凸轮，211、传感器二，212、测试传动轴承，213、遮光片二，301、测试传动基座，302、万向轴承，3021、万向轴承外环，3022、万向轴承内环，303、平行调节导柱，304、紧固定位环，305、螺栓固定环，3051、微调螺栓，306、轴承外环固定件，307、中心校准环，4、高温定位测试座，401、产品导热载盘，402、测试片固定座，403、测试片机构，4031、测试导电片，404、轴承固定座，4043、定位销轴件，4161、定位销轴外套，4162、定位销轴衬套，416、载盘定位销，405、测试电路板，406、定位销联接板，407、遮光片一，408、测试主支撑件，409、测试座联接件，411、缓冲胶圈，412、顶针压簧，413、产品顶针，414、传感器一，415、定位销压簧，5、soic封装产品。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本
发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
39.如图1
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12所示，本实施例的一种soic封装高温测试装置，包测试模组基座1、xy精密微调滑台201、电机下压机构、平行调节模块以及高温定位测试座4，其中：xy精密微调滑台201用于调节测试装置的功能结构在xy水平方向上的位置，xy精密微调滑台201在测试模组基座1上可沿着xy方向在水平方向上移动，带动平行调节模块、高温定位测试座4等结构一并移动，平行调节模块用于微调测试功能结构调节至水平，高温定位测试座4即为本发明的直接测试待测soic的装置。电机下压机构用于控制平行调节模块以及高温定位测试座4的纵向位置。
40.所述xy精密微调滑台201安装在测试模组基座1上，所述电机下压机构安装在xy精密微调滑台201上，平行调节模块安装于电机下压机构的侧端，所述高温定位测试座4安装于平行调节模块的下端，所述平行调节模块包括测试传动基座301、万向轴承302、平行调节导柱303、紧固定位环304、螺栓固定环305，其中：所述万向轴承302通过轴承外环固定件306安装在测试传动基座301上，所述平行调节导柱303套接安装于万向轴承302的内侧，所述平行调节导柱303的上侧设置有紧固定位环304和螺栓固定环305，所述螺栓固定环305与紧固定位环304固定连接，所述紧固定位环304固定安装在测试传动基座301上，所述螺栓固定环305上安装有四个微调螺栓3051，所述平行调节导柱303的下端穿过测试传动基座301，所述平行调节导柱303的下端连接高温定位测试座4。
41.上述结构中，主要调整平行调节导柱303在螺栓固定环305、紧固定位环304以及测试传动基座301的相对位置，由于平行调节导柱303与测试传动基座301之间是通过万向轴承302活动连接的，平行调节导柱303具有自由度，本实施例中微调螺栓3051为四个，均匀地分布在螺栓固定环305上，每个微调螺栓3051均可独立地调节，通过对微调螺栓3051的调节，将平行调节导柱303调整至正确的位置。
42.所述平行调节导柱303的上端固定安装有中心校准环307，中心校准环307位于螺栓固定环305内腔，所述微调螺栓3051的端部连接螺栓固定环305的侧端。
43.所述中心校准环307与平行调节导柱303相连接，用于辅助平行调节导柱303的调节，当操作调节螺栓固定环305时至目标位置时，中心校准环307可用于辅助位置的调整。
44.所述高温定位测试座4包括：产品导热载盘401，用于承载soic封装产品5，测试片机构403，安装在测试片固定座402上，所述测试片机构403的下端固定设置有测试导电片4031，测试时与soic封装产品5的引脚相接触，测试时，所述测试片机构403通过其测试导电片4031的引脚与soic封装产品5电连接实现测试过程。
45.轴承固定座404，用于固定测试电路板405，所述轴承固定座404位于测试电路板405的上方，所述测试片固定座402位于测试电路板405的下方，所述轴承固定座404以及测试片固定座402 通过定位销轴件固定测试电路板405。
46.所述测试电路板405为一种耐高温电路板，本实施例中为牛角插，由于soic封装产
品5的引脚数量较多，电路板需要联接的输入与输出引线较多，通常使用牛角插头转接，测试电路板405用于对soic封装产品通电测试，并收集相关的电性参数信息。
47.所述定位销轴件包括定位销轴外套4161和定位销轴衬套4162，所述定位销轴衬套4162设置于定位销轴外套4161的内腔，所述定位销轴外套4161依次穿过轴承固定座404、测试电路板405以及测试片固定座402，并配合定位销轴件4043将轴承固定座404、测试电路板405以及测试片固定座402固定连接。
48.所述定位销轴件的上方安装有定位销联接板406，所述定位销联接板406的侧面上安装有遮光片一407。
49.在所述定位销轴件和定位销联接板406之间设置有缓冲胶圈411，缓冲胶圈411的设置有助于减轻定位销压簧作用在定位销联接板406上的冲击，所述定位销联接板406与测试座联接件409之间设置有测试主支撑件408，且所述定位销联接板406上端连接测试主支撑件408，所述测试主支撑件408上端安装测试座联接件409，在轴承固定座404的下端安装有顶针压簧412，所述顶针压簧412的下端安装有产品顶针413，所述测试电路板405和测试片固定座402上设置有用于产品顶针413穿过的通孔，测试时产品顶针413向下移动接触到soic封装产品5的上端面，顶针压簧412提供向下的弹力，通过产品顶针413施加在soic封装产品5上，如此设置，在测试时，soic封装产品5能够稳定地定位在产品导热载盘401上，在稳定定位之后，所述测试片机构403的引脚再与soic封装产品5相接触电连接，实现soic封装产品5在产品导热载盘401上实现高温测试，在测试时，产品导热载盘401用于为soic封装产品5测试时提供良好的高温温度环境的热传递，所述测试主支撑件408的侧端安装有传感器一414，所述传感器一414位于遮光片一407同一侧的上方，在实施例中，所述传感器一414用于检查载盘定位销416与产品导热载盘401位置是否定位正确，所述遮光片一407用于验证装置调整到合适的位置，当载盘定位销416与产品导热载盘401位置没有定位正确，遮光片一407遮挡传感器一414，即遮位传感器的对射光，实现报警功能。
50.所述平行调节导柱303的下端连接测试座联接件409的上端，所述测试座联接件409的下端和定位销联接板406之间设置有定位销压簧415。
51.所述定位销压簧415作为弹性连接件，水平位置调节后，测试座联接件409向下移动，通过定位销压簧415推动定位销联接板406，（当载盘定位销416与产品导热载盘401位置没有定位正确，遮光片一407遮挡遮位传感器，即传感器一414的对射光电信号，实现报警功能）最终实现测试片机构403与soic封装产品5的电性接触。
52.所述万向轴承302包括万向轴承外环3021和万向轴承内环3022，所述万向轴承外环3021与轴承外环固定件306固定连接，所述万向轴承内环3022套接在平行调节导柱303上。平行调节导柱303通过与万向轴承302连接，配合螺栓固定环305实现平行调节导柱303可调节地相对水平位置的自由度。
53.所述电机下压机构包括底部支撑板202、伺服电机203、拉簧205，其中：所述底部支撑板202安装在xy精密微调滑台201上，所述底部支撑板202上固定安装有电机安装板204，所述伺服电机203安装在电机安装板204上，所述伺服电机203的输出端安装有电机偏心凸轮210，所述电机偏心凸轮210上安装有测试传动轴承212，
所述传感器支架206的侧端安装有交叉滚珠滑轨207，所述测试传动基座301通过该交叉滚珠滑轨207滑动安装在电机安装板204上，根据此结构，测试传动基座301具有上下方向的纵向自由度，所述测试传动基座301的底端连接在测试传动轴承212的上端。所述电机偏心凸轮210转动带动测试传动基座301上下方向运动。
54.所述电机偏心凸轮210远离伺服电机203的一端安装有轴承紧固外套208，用于电机偏心凸轮210以及测试传动轴承212的定位安装。
55.所述电机安装板204的两侧设置有拉簧205，拉簧205的一端与电机安装板204相连接，拉簧205的另一端与测试传动基座301相连接。当电机偏心凸轮210转动时，测试传动基座301上下方向纵向移动，此时，拉簧205始终保持拉伸的状态，使得测试传动基座301始终向下压紧在电机偏心凸轮210上。在本实施例中，所述电机安装板204的侧端固定安装有弹簧柱209，所述拉簧205的一端安装在所述弹簧柱209上。
56.本实施例中，所述电机安装板204的上端安装有传感器支架206，在传感器支架206上安装有传感器二211，所述测试传动基座301上安装有遮光片二213。所述遮光片二213用于电机下压机构的原点位置时遮挡对射光电信号，配合传感器二211检查电机下压机构的原点位置。
57.本发明在工作时，调节装置的位置度，即xy精密微调滑台201相对于工作，相对于测试模组基座1在水平方面的xy方向上移动，依次带动电机下压机构、平行调节模块以及高温定位测试座4移动，调节装置的平行度，即通过调节均匀地分布在螺栓固定环305上的四个微调螺栓3051，每个微调螺栓3051可独立地调节，微调螺栓3051的顶端顶住平行调节导柱303对平行调节导柱303施加压力，调整平行调节导柱303上侧的位置，平行调节导柱303是通过万向轴承302固定的，因此平行调节导柱303的水平度得以调节，从而将平行调节导柱303调整至正确的位置，中心校准环307用于辅助平行调节导柱303的正确调节，纵向位置的调节，本发明的电机下压机构用以调节高温定位测试座4的纵向高度，电机下压机构通过电机偏心凸轮210转动带动测试传动基座301上下方向运动，拉簧205始终保持拉伸的状态，电机偏心凸轮210转动时使测试传动基座301始终向下压紧在电机偏心凸轮210上，测试传动基座301沿着上下方向运动，带动高温定位测试座4沿着上下方向移动，周期性移动配合待检测产品的检测完成后切换，当高温定位测试座4向下方向移动时，产品顶针413配合顶针压簧412压紧待检测的soic封装产品5，而后测试片机构403的下端的测试导电片4031，与soic封装产品5的引脚相接触实现测试，此外，soic封装产品5位于产品导热载盘401上，提供了测试时的高温环境下良好的热传递。
58.本发明公开了一种soic封装高温测试装置，是一种在高温环境状态下，方便快捷的位置度与平行度调节，通过产品导热载盘401进行定位，然后对soic封装产品5进行精准电性测试，通过在高温环境电性测试来检验温度对soic封装产品5性能的影响，产品经温度试验后，若能满足相关性能参数要求，便认为产品符合高温要求。该套高温测试装置是一种在线式检查生产方法，够能批量高效的应对批量的soic封装产品5高温测试检查。该套高温测试装置工作原理：在电机下压机构作用下，使测试片机构403的测试导电片4031从下向下接触soic封装产品5的引脚，使产品在高温恒温箱内进行电性测试，测试机系统检测产品相关性能参数是否符合高温性能要求。平行调校机构工作原理：将万向轴承302的外环固定，通过四个微调螺栓3051配合调节，使平行调节导柱作垂直方向细微调整，使平行调节未端
的测试座内测试导电片4031与产品所有引脚调校平行。
59.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。